Encuentra el extremo de ∫d0x¨2−αxdt∫0dx¨2−αxdt\int_0^d \ddot{x}^2-\alpha x \: dt

Nos piden encontrar el extremo de 0 d X ¨ 2 α X d t dónde X = X ( t ) , α constante, d > 0 , X ( 0 ) = 0 , X ( d ) = 0 , X ˙ ( 0 ) = 0 , X ˙ ( d ) = 0 ,

considerando: 0 = F X d d t F X ˙ + d 2 d t 2 F X ¨

lo que tengo es: F ( t , X , X ˙ , X ¨ ) = X ¨ 2 α X

y resolviendo:

0 = F X d d t F X ˙ + d 2 d t 2 F X ¨ = α + 0 + d 2 d t 2 2 X ¨ X ( 4 ) = α 2 X = α 48 t 4 + β t 3 + γ t 2 + d t + ε , β , γ , d , ε R

De X ( 0 ) = 0 ε = 0 , X ˙ ( 0 ) = 0 d = 0 .

X ( d ) = 0 0 = α 48 d 4 + β d 3 + γ d 2 0 = α 48 d 2 + β d + γ γ = α 48 d 2 β d

X ˙ ( d ) = 0 0 = α 12 d 3 + 3 β d 2 + 2 γ d

0 = α 12 d 2 + 3 β d + 2 γ = α 12 d 2 + 3 β d + 2 ( α 48 d 2 β d ) = α 24 d 2 + β d 0 = α 24 d 2 + β d

β = α 24 d

γ = α 48 d 2 β d = α 48 d 2 ( α 24 d ) d = α 48 d 2

Entonces, X ( t ) = α 48 t 4 α 24 d t 3 + α 48 d 2 t 2 es el extremo.

Solo estoy comprobando si esto es correcto.

intente tomar las derivadas y conectarlas a la integral para verificar
X α X =?
Creo que quiere que insertes la solución en las ecuaciones de EL para verificar que funcione y satisfaga las condiciones de contorno.

Respuestas (1)

Para un valor crítico de

(1) 0 d ( X ¨ 2 α X ) d t
nosotros necesitamos
0 = d 0 d ( X ¨ 2 α X ) d t = 0 d ( 2 X ¨ d X ¨ α d X ) d t = 0 d ( 2 X d X ˙ α d X ) d t (2) = 0 d ( 2 X d X α d X ) d t
Así, el punto crítico es cuando X = α 2 . Eso significaría
(3) X = α 48 t 4 + a 3 t 3 + a 2 t 2 + a 1 t + a 0
Informática a k de modo que X ( 0 ) = X ( d ) = X ˙ ( 0 ) = X ˙ ( d ) = 0 y da
(4) X = α 48 t 4 α d 24 t 3 + α d 2 48 t 2
Entonces, tu respuesta parece correcta.