- ВЕЙЕРШТРАССА
-ФУНКЦИЯ в классическом вариационном исчислении- функция, выделяющая главную часть приращения функционала при варьировании экстремали при помощи локальной (игольчатой) вариации с заданным значением ее производной в фиксированной точке экстремали. Для функционала
-функция имеет вид
Если ввести функцию
(см. Лежандра преобразование, Понтрягина принцип максимума), то
-функция принимает вид
где
Общая конструкция, приводящая к функциям, аналогичным
-функции (1), состоит в следующем. Пусть
- дифференцируемая или выпуклая функция, заданная в банаховом пространстве
- сопряженное пространство. Если функция
определяется равенством
где
- производная
функции
в точке
(или элемент субдифференциала, если
выпукла), то функция
есть
-функция, построенная по
. В случае, если
дифференцируема,
т. е.
-функция есть разность в точке
между функцией f и линейной функцией, касательной к
в
. Сравнение формул (1) и (2) показывает, что
-функция в классич. вариационном исчислении получается из конструкции (2) относительно переменных, связанных с производными, а переменные
играют роль параметров. Для случая функционала
многомерной вариационной задачи
-функция имеет вид
Для Лагранжа задачи с ограничениями
и множителями Лагранжа
-функция имеет вид (1), где
заменяется на
-функция была впервые введена К. Вейерштрассом в 1879 (см. [1]) и лежит в основе теории-вариационного исчисления. В терминах
-функции формулируются необходимое и (отдельно) достаточное условия экстремума (см. Вейерштрасса условия), через
-функции выражается в виде конечного интеграла приращение функционала
на экстремали (см. Вейерштрасса формула для приращения функционала).
Особенно важную роль в вариационном исчислении играют гладкие функционалы, у к-рых в нек-рой области параметров
для всех
или, сильнее, если
для всех
. . Они наз. к в а-з и регулярными (соответственно регулярными, или эллиптическими). Для них всегда выполнены Лежандра условие и необходимое Вейерштрасса условие, а также справедливы теоремы существования и регулярности [7].
Лит.:[1] Weierstrass К., Vorlesungen uber Varia-tionsrechnung (Math. Werke, Bd 7), Lpz., 1927; [2] Caratheodory C., Variationsrechnung und partielle Differentialgleichungen erster Ordiumg, B.-Lpz., 1935; [3] Воlza O., Vorlesungen uber Variationsrechnung, Lpz., 1949; [4] Ахиезер Н. И., Лекции по вариационному исчислению, М., 1955; [5] Понтрягин Л. С. [и др.], Математическая теория оптимальных процессов, 2 изд., М., 1969; [6] Hestenes M. R., Calculus of variations and optimal control theory, N. Y,-L., 1966; [7] Проблемы Гильберта, М", 1969; 18] Блисс Г., Лекции по вариационному исчислению, пер. с англ., М., 1950. В. М. Тихомиров.
Математическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. И. М. Виноградов. 1977—1985.