المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر


Lagrange Multiplier  
  
2035   06:41 مساءً   date: 21-9-2018
Author : Arfken, G
Book or Source : "Lagrange Multipliers." §17.6 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press
Page and Part : ...


Read More
Date: 16-4-2019 2925
Date: 21-5-2019 1385
Date: 13-8-2019 1103

Lagrange Multiplier

Lagrange multipliers, also called Lagrangian multipliers (e.g., Arfken 1985, p. 945), can be used to find the extrema of a multivariate function f(x_1,x_2,...,x_n) subject to the constraint g(x_1,x_2,...,x_n)=0, where f and g are functions with continuous first partial derivatives on the open set containing the curve g(x_1,x_2,...,x_n)=0, and del g!=0 at any point on the curve (where del  is the gradient).

LagrangeMultipliers

For an extremum of f to exist on g, the gradient of f must line up with the gradient of g. In the illustration above, f is shown in red, g in blue, and the intersection of f and g is indicated in light blue. The gradient is a horizontal vector (i.e., it has no z-component) that shows the direction that the function increases; for g it is perpendicular to the curve, which is a straight line in this case. If the two gradients are in the same direction, then one is a multiple (-lambda) of the other, so

 del f=-lambdadel g.

(1)

The two vectors are equal, so all of their components are as well, giving

 (partialf)/(partialx_k)+lambda(partialg)/(partialx_k)=0

(2)

for all k=1, ..., n, where the constant lambda is called the Lagrange multiplier.

The extremum is then found by solving the n+1 equations in n+1 unknowns, which is done without inverting g, which is why Lagrange multipliers can be so useful.

For multiple constraints g_1=0g_2=0, ...,

 del f+lambda_1del g_1+lambda_2del g_2+...=0.

(3)


REFERENCES:

Arfken, G. "Lagrange Multipliers." §17.6 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 945-950, 1985.

Lang, S. Calculus of Several Variables. Reading, MA: Addison-Wesley, p. 140, 1973.

Simmons, G. F. Differential Equations. New York: McGraw-Hill, p. 367, 1972.

Zwillinger, D. (Ed.). "Lagrange Multipliers." §5.1.8.1 in CRC Standard Mathematical Tables and Formulae, 31st Ed. Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 389-390, 2003.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.