变分法

数学学科概念
变分法是17世纪末发展起来的一门数学分支,是处理函数的数学领域,和处理数的函数的普通微积分相对。它最终寻求的是极值函数:它们使得泛函取得极大或极小值。变分法起源于一些具体的物理学问题,最终由数学家研究解决。

概述

简介

变分法的关键定理欧拉-拉格朗日方程。它对应于泛函的临界点。在寻找函数的极大和极小值时,在一个解附近的微小变化的分析给出一阶的一个近似。它分辨不出找到的是最大值还是最小值(或者两者都不是)。
变分法在理论物理中非常重要:在拉格朗日力学中,以及在最小作用量原理量子力学的应用中。变分法提供了有限元方法的数学基础,它是求解边界值问题的强力工具。它们也在材料学中研究材料平衡中大量使用。而在纯数学中的例子有,黎曼在调和函数中使用狄力克雷原理。最优控制的理论是变分法的一个推广。