Sin cargo por Lagrangiano con derivadas de orden superior

Estoy tratando de encontrar la carga de Noether para la simetría.

X X + F ( X )

Esta transformación debería dejar la acción invariante, por lo que

d S = S ( X + F ( X ) , ) S ( X ) = 0 = d t   L ( X + F ( X ) , X ˙ + F ˙ , , t ) L ( X , X ˙ , , t )

Usando F ( X + ϵ ) F ( X ) ϵ d F d X

d S = d t   L X F + L X ˙ F ˙ + L X ¨ F ¨ +
Escribiendo el segundo término como derivada total
d S = d t   L X F + d d t [ L X ˙ F ] F d d t ( L X ˙ ) + L X ¨ F ¨ + = L X ˙ F | 0 T + d t   L X F F d d t ( L X ˙ ) + L X ¨ F ¨ +
Para los términos de orden superior podemos hacer lo mismo
L X ¨ F ¨ = d d t ( L X ¨ F ˙ ) F ˙ d d t ( L X ¨ ) = d d t ( L X ¨ F ˙ ) d d t ( F d d t ( L X ¨ ) ) + F d 2 d t 2 ( L d X ¨ )
Entonces ahora la integral se convierte en
d S = norte = 0 norte L X ( norte + 1 ) F ( norte ) | 0 T + d t   F [ norte = 0 norte ( 1 ) norte d norte d t norte ( L X ( norte ) ) ] d d t ( F d d t ( L X ¨ ) ) + = 0

Donde la suma bajo la integral representa las ecuaciones de Euler-Lagrange para la acción imperturbable. Estoy esperando que los términos encuadrados también desaparezcan, dejando solo el primer término. ¿Lo hice bien, qué pasos me estoy perdiendo?

Relacionado: physics.stackexchange.com/q/123098/2451 y enlaces allí.

Respuestas (1)

En esta respuesta, solo enumeraremos el resultado sin una prueba. Para una acción de orden superior

(1) S [ q ]   =   d t   L ( q ( t ) , q ˙ ( t ) , q ¨ ( t ) , q ( t ) , , t )

con una cuasi-simetría infinitesimal vertical

(2) d q i   =   ε Y i ( q , q ˙ , q ¨ , q , , t ) ,

la carga desnuda de Noether es

(3) q   =   k 1 ( d d t ) k 1 ( Y i metro k ( metro k ) ( d d t ) metro k L q i ( metro ) ) .

Para desempaquetar la fórmula (3) para un Lagrangiano de segundo orden, consulte, por ejemplo, mi respuesta Phys.SE aquí .