概述
变分法与最优控制(MSC 49)研究使某泛函(函数的函数)取极值的函数或路径,以及带约束的最优控制问题。主要问题包括:Euler–Lagrange 方程与极小曲面、等周与测地问题、最优控制与 Pontryagin 极大值原理(1956)、以及 Hamilton–Jacobi–Bellman 方程与动态规划。
变分思想可溯至 Newton 与 J. Bernoulli 的最速降线问题(1696);L. Euler(1730 年代)与 J. Lagrange 建立变分法方程,C. Jacobi 研究二阶条件。20 世纪,D. Hilbert 的第 20 问题推动直接法与正则性;最优控制由 L. Pontryagin 等(1950 年代)与 R. Bellman 动态规划共同发展。
它连接偏微分方程、系统控制与微分几何(测地、极小子流形)。
主要研究问题
- Euler–Lagrange 方程与极小曲面等极值问题
- 最优控制的 Pontryagin 极大值原理(1956)如何
- Hamilton–Jacobi–Bellman 方程与约束变分