闭卷重建Poisson 括号的定义的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
分析力学 · 小纸条
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闭卷重建时间演化与守恒判据的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建Jacobi 恒等式与守恒量代数的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建正则变换的判据的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建生成函数四种类型的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建实验:多项式 Poisson 括号的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
闭卷重建无穷小正则变换的专属定义、三行推导、数值算例、算法与反例。
核心:沿 Hamilton 流 df/dt={f,H}+∂f/∂t;无显含时且与 H 括号为零即守恒;算例/实验:用括号重新证明角动量在中心势下守恒;反例:{f,H}=0 只在给定 H 下成立,不能把 f 宣称为所有系统普适守恒量。
核心:{f,g}=Σ(f_q g_p-f_p g_q),满足反对称、双线性、Leibniz 与 Jacobi 恒等式;算例/实验:计算 {q_i,p_j}=δij、{Lx,Ly}=Lz,并逐项核对符号;反例:不同教材括号符号约定可能相反,后续 Hamilton 方程必须保持一致。
核心:变换(Q,P)保持基本 Poisson 括号或辛二形式即为正则,并保持 Hamilton 方程形式;算例/实验:检验尺度变换 Q=aq、P=p/a 与错误变换 Q=aq、P=ap;反例:保持相体积只是必要线索,不足以在高维保证正则。
核心:若 f、g 都与 H 对易,则 Jacobi 恒等式保证 {f,g} 也守恒;守恒量形成 Lie 代数结构;算例/实验:从角动量括号闭合解释旋转生成元的代数;反例:守恒量相互不对易时不能同时作为正则动量集合。
核心:用二维系数表表示一自由度 q,p 多项式,符号求偏导并卷积得到括号系数;算例/实验:测试基本括号、反对称、Leibniz 特例和两个守恒多项式;反例:有限多项式表示不覆盖非多项式函数;截断会破坏恒等式。
核心:由 p dq-Hdt=P dQ-Kdt+dF 选择旧新变量组合,得到 F1(q,Q)、F2(q,P) 等导数关系;算例/实验:用 F2=qP+εq²/2 构造一个动量平移并求新 Hamiltonian;反例:生成函数变量必须独立;混错类型会把偏导关系写反。
核心:生成元 G 诱导 δq=ε{q,G}、δp=ε{p,G};空间平移、旋转和时间演化都可统一理解;算例/实验:分别用 p、L 和 H 作为生成元计算无穷小变化;反例:有限变换需指数化流;只保留一阶时不能用于大参数。