论文部分内容阅读
力学系统的对称性与守恒量不仅具有着重要的数学意义,而且表现着深刻的物理规律。本文在时间尺度上事件空间中研究了约束力学系统的Noether对称性与守恒量。 首先,本文分别介绍了位形空间中的Noether理论、事件空间中的Noether理论和时间尺度上的Noether理论的研究历史与进展,并概述本文研究的主要内容。 然后,简要概述课本涉及到的时间尺度上的微积分知识。如向前跳跃算子、向后跳跃算子、步差函数和△-导数等。 研究了时间尺度上事件空间中Lagrange系统的Noether对称性与守恒量。建立时间尺度上事件空间中的Lagrange系统的参数方程,给出时间尺度上事件空间中的Euler-Lagrange方程以及Euler-Lagrange变分方程。通过对Hamiltom作用量在无限小变换下的不变性,求得时间尺度上事件空间中的Noether对称关系式,再求得由对称性导致的守恒量。 研究时间尺度上事件空间中Hamilton系统的Noether对称性与守恒量。给出时间尺度上事件空间中Lagrange函数,引入时间尺度上事件空间中广义动量和Hamilton函数,提出并建立时间尺度上事件空间中Hamilton系统的变分问题,求得时间尺度上事件空间中Hamilton正则方程。基于Hamiltom作用量在无限小变换下的不变性,给出了时间尺度上事件空间中Hamilton系统的Noether对称性的定义,利用时间重新参数化方法,求得时间尺度上事件空间中Hamilton系统的Noether对称性与守恒量。 研究时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether对称性与守恒量。提出并建立时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的变分问题;求得时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的参数方程;基于Pfaff作用量在无限小变换下的不变性,给出了时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether对称性的定义,利用时间重新参数化方法,求得时间尺度上事件空间中Birkhoff系统的Noether对称性与守恒量。 最后,我们对全文进行总结并展望未来。 本文的创新点:(1)建立了时间尺度上事件空间中约束力学系统的参数方程;(2)得到了时间尺度上事件空间中约束力学系统的Noether对称性与守恒量;(3)推广了Noether定理,证明了位形空间的Noether定理、事件空间中的Noether定理、时间尺度上的Noether定理都是时间尺度上事件空间中的Noether定理的特例。