חשבון וריאציות – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Nomadbl (שיחה | תרומות)
ראה דף שיחה
Nomadbl (שיחה | תרומות)
ראה דף שיחה
שורה 1:
{{בעבודה}}
חשבון ווריאציות הוא תחום במתמטיקה אשר עוסק במציאת נקודות קיצון של [[פונקציונאליםפונקציונל|פונקציונלים]], בניגוד לחשבון דיפרנציאלי רגיל אשר עוסק בפונקציות. פונקציונל הוא בדרך כלל מיפוי מסט של פונקציות למרחב המספרים הממשיים. פונקציונלים לרוב מבוטאים כאינטגרלים מסוימים של פונקציות בלתי ידועות ונגזרותיהן. המטרה היא מציאת פונקציות אשר מביאים את הפונקציונל למקסימום או מינימום.
 
השיטה פותחה בשלהי המאה ה־17 על ידי [[אייזק ניוטון|ניוטון]], האחים [[יוהאן ברנולי|יוהאן]] ו[[יעקב ברנולי]], [[לייבניץ]], ומאוחר יותר על ידי [[המרקיז דה לופיטל|לופיטל]], [[לאונרד אוילר|אוילר]], [[ז'וזף לואי לגראנז'|לגראנז']] ואחרים.
 
הדוגמא הפשוטה ביותר לבעיה כזו היא מציאת העקום בעל האורך המינימלי בין שתי נקודות, אשר נקרא [[גיאודזהגאודיזה]]. במרחב אוקלידי הפיתרון הוא קו ישר, אבל אם יש מגבלות על הפיתרון, למשל שהקו יימצא על משטח כלשהו, הפיתרון פחות ברור מאיליו. בעיה קשורה היא [[עיקרון פרמה]]: האור עובר במסלולים בעלי מסלול אופטי מינימלי בין שתי נקודות (המסלול האופטי תלוי בתווך). עיקרון קשור במכניקה הוא עיקרון הפעולה המינימאלית.
 
בעיות חשובות רבות עוסקות בפונקציות בעלות משתנים מרובים. פיתרון בעיות עם [[תנאי שפה]] למשוואת לפלס מקיימות את [[עיקרון דיריכלה]]. [[בעיית פלטיאו]] דורשת מציאת משטח בעל שטח מינימלי אשר עובר במתאר נתון במרחב. הפיתרון לבעיה זו קשור לאופן היווצרות בועות סבון בעת טבילת מסגרת ברזל במי סבון. למרות שניסויים כאלו הם קלים לביצוע התיאור המתמטי שלהם לעיתים סבוך: ישנם כמה פתרונות אפשריים ויכולה להיות להם [[טופולוגיה]] לא טריוויאלית.