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2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

14. The classical theory

verfasst von : Francis Clarke

Erschienen in: Functional Analysis, Calculus of Variations and Optimal Control

Verlag: Springer London

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Abstract

The basic problem in the subject that is referred to as the calculus of variations consists in minimizing an integral functional of the type
$$J(x) \: =\: \int_{a}^{\,b} \Lambda \big(t,\, x(t),\, x \,' (t)\big)\,dt $$
over a class of functions x defined on the interval [ a,b ], and which take prescribed values at a and b. The study of this problem (and its numerous variants) is over three centuries old, yet its interest has not waned. Its applications are numerous in geometry and differential equations, in mechanics and physics, and in areas as diverse as engineering, medicine, economics, and renewable resources. It is not surprising, then, that modeling and numerical analysis play a large role in the subject today. In the following chapters, however, we present a course in the calculus of variations which focuses on the core mathematical issues: necessary conditions, sufficient conditions, existence theory, regularity of solutions. This chapter deals with the case in which these variables are one-dimensional and all the data are smooth.

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Fußnoten
1
Not every choice of interval [ a,b ] and prescribed endpoints A,B will define a catenary; we do not pursue this issue, which is carefully analyzed in Bliss [5].
 
2
Sometimes mistakenly attributed to Maupertuis; see the discussion in [27].
 
3
The reader will be relieved to know that Legendre’s reputation recovered; his name is one of 72 inscribed on the Eiffel tower…
 
4
See Exer. 21.14 for an equivalent version of Wirtinger’s inequality, one that is formulated on intervals of arbitrary length.
 
Literatur
[5]
Zurück zum Zitat G. A. Bliss. Calculus of Variations. Carus Monograph 1. Math. Assoc. of America, 1978. G. A. Bliss. Calculus of Variations. Carus Monograph 1. Math. Assoc. of America, 1978.
[27]
Zurück zum Zitat H. H. Goldstine. A History of the Calculus of Variations. Springer-Verlag, New York, 1980. H. H. Goldstine. A History of the Calculus of Variations. Springer-Verlag, New York, 1980.
[28]
Zurück zum Zitat M. R. Hestenes. Calculus of Variations and Optimal Control Theory. Wiley, New York, 1966. M. R. Hestenes. Calculus of Variations and Optimal Control Theory. Wiley, New York, 1966.
Metadaten
Titel
The classical theory
verfasst von
Francis Clarke
Copyright-Jahr
2013
Verlag
Springer London
DOI
https://doi.org/10.1007/978-1-4471-4820-3_14