Multiplicadores de Lagrange frente a coordenadas generalizadas

Cuando me vi obligado a explicarle a alguien por qué se podía configurar un Lagrangiano general y luego incorporar restricciones usando multiplicadores de Lagrange, en lugar de simplemente configurar un Lagrangiano con coordenadas generalizadas incorporadas desde el principio, descubrí que no podía hacerlo. En realidad, no sé por qué uno puede usar cualquiera de los métodos, aparte de que aparentemente funciona. ¿Hay algún teorema o alguna sustitución que diga que cualquiera de los métodos es válido, o es simplemente sorprendentemente obvio y me lo estoy perdiendo?

Volví a revisar uno de mis cursos de video donde el chico resuelve un problema usando tres métodos diferentes, pero nunca menciona por qué son equivalentes, revisé los libros de mecánica y cálculo de variaciones para encontrar una explicación y también revisé las publicaciones en este foro. como en otros foros, pero parece que me lo he perdido, por lo que realmente agradecería cualquier comentario y referencia de ustedes sobre esto. ¡Gracias por leer!

Respuestas (1)

Si trabaja con un número menor de coordenadas (generalmente "curvas" en cierto sentido) y sin multiplicadores de Lagrange, simplemente está considerando un espacio de configuración que es una subvariedad del espacio de configuración completo en el cálculo que incluye multiplicadores de Lagrange.

Extremando la acción S lleno con multiplicadores de Lagrange

d S lleno = 0 , S lleno = S origen + λ ( gramo ( X i ) C )
se puede ver que implica gramo ( X i ) = C – esa es la derivada de la acción completa con respecto al(los) multiplicador(es) de Lagrange λ . Porque d S lleno = 0 implica gramo ( X i ) = C , entre otras cosas, podemos asumir esta relación extremando S lleno sobre el subespacio del espacio de configuración que obedece a las condiciones gramo ( X i ) = C . Pero en esta subvariedad, S lleno = S origen , por lo que las dos condiciones de extremización son equivalentes.

Wow, eso es mucho mejor de lo que esperaba. Por alguna razón, parecían ideas dispares, pero ahora todo es evidente y geométricamente obvio, gracias.
Así de simple podría ser la vida, el diablo sabe por qué algunos libros de texto hacen un poco de confusión sobre ciertas cosas... :-)
@bolbteppa, pero ¿no está preguntando cómo las ecuaciones de Lagrange del primer tipo son equivalentes a las ecuaciones de Euler-Lagrange?
Si usa esa terminología, supongo que mi pregunta era sobre la relación directa entre el primer y segundo tipo de ecuaciones de Lagrange. Sabía por qué las ecuaciones del primer tipo eran equivalentes a las ecuaciones de Euler-Lagrange y vi por qué el segundo tipo era útil, pero no vi cómo trabajar con el segundo tipo era análogo a simplemente modificar el dominio en el que estás trabajando. desde el principio, relacionando así los dos métodos, algo que debería haber sido obvio ya que estás modificando variables y el pedante en mí debería haber criticado eso un poco más...