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含横截条件的变分问题求解求助

含横截条件的变分问题求解求助

大家好,我最近在求解一个带横截条件的变分问题时遇到了瓶颈,想请各位帮忙梳理一下思路,具体问题如下:

我需要找泛函
$$J(y)=\int_0^ag(x, y, y')dx=\int_0a(y2+y'^2)dx$$
的极值函数,已知边界条件为$y(0)=0$,且端点$y(a)$(这里的上限$a$是未知量)落在直线$y=1-x$上。

我已经完成了这些步骤:

  • 通过欧拉-拉格朗日方程得到通解形式:$$y=c_1\sinh(x+c_2)$$
  • 利用第一个边界条件$y(0)=0$,化简得到:$$y=c_1\sinh(x)$$

接下来我尝试用横截条件求解剩余的常数$c_1$和未知上限$a$,把直线$y=1-x$用参数$t$参数化后,写出了横截条件的表达式:
$$\frac{dy}{dt}\frac{\partial g}{\partial y'}-\frac{dx}{dt}\left(y'\frac{\partial g}{\partial y'}-g\right)=0$$
不过写到这里我就卡住了,不知道该怎么继续推导下去,想请教各位接下来应该怎么处理?

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Lysi-2

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最近更新时间:2026.04.16 08:09:28