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彻夜不眠辗转反侧,三体问题中的十八道方程全部被掘出
[楼主] 作者:541218  发表时间:2013/01/23 08:59
点击:751次

 喂:蠢猪终于拱出八根金条啦......老朽彻夜不眠辗转反侧三体问题中的十八道方程全部被蠢猪掘出

使用了必须的“质矢”概念,建立了必须的质矢平衡方程同时注意到了“质心系法”三体问题

- 基本简介

三体问题>三体问题中文名称:三体问题
英语名称:three-body problem
N体问题及三体问题的概念

N体问题:N体问题可以用一句话写出来:在三维空间>中给定N个质点,如果在它们之间只有万有引力的作用,那么在给定它们的初始位置和速度的条件下,它们会怎样在空间中运动。

三体问题:最简单的例子就是太阳系中太阳,地球和月球的运动。在浩瀚的宇宙>中,星球的大小可以忽略不及,所以我们可以把它们看成质点。如果不计太阳系>其他星球的影响,

三体问题>三体问题

那么它们的运动就只是在引力的作用下产生的,所以我们就可以把它们的运动看成一个三体问题。

天体力学>中的基本力学模型。研究三个可视为质点的天体在相互之间万有引力作用下的运动规律问题。这三个天体的质量、初始位置和初始速度都是任意的。在一般三体问题中,每一个天体在其他两个天体的万有引力作用下的运动方程都可以表示成3个二阶的常微分方程,或6个一阶的常微分方程。因此,一般三体问题的运动方程为十八个方程,必须得到18个积分才能得到完全解。然而,目前人类还只能得到三体问题的10个初积分>,还远不能解决三体问题。

>三体问题 - 研究起源

 

 

三体问题 - 数学推断:

三体问题初通高中物理>和大学微积分的读者都不难推出三体问题的数学方程。事实上,根据牛顿>(Issac Newton)万有引力定理m1(d2 q1i/dt2)= k m1 m2 /(q2i - q1i)(r312) + km1 m3 /(q3i - q1i)(r313)
m2(d2 q2i/dt2)= k m2 m1 /(q1i - q2i)(r321) + km2 m3 /(q3i - q2i)(r323)
m3(d2 q3i/dt2)= k m3 m1 /(q1i - q3i)(r331) + km3 m2 /(q2i - q3i)(r332)
( i =1,2,3 )其中m i 是质点的质量,k 是万有引力常数,r ij 是两个质点m i 和m j 之间的距离,而 q i1 , q i2 , q i3 则是质点 m i 的空间坐标。所以三体问题在数学上就是这样九个方程的二阶常微分方程组再加上相应的初始条件。(事实上根据方程组本身的对称性>和内在的物理原理,方程可被简化以减少变量个数)。而N体问题的方程也是类似的一个 N2 个方程的二阶常微分方程组。 当 N=1 时,单体问题是个平凡的方程。

单个质点的运动轨迹只能是直线匀速运动>。当 N=2 的时候 (二体问题),问题就不那么简单了。但是方程组仍然可以化简成一个不太难解的方程,任何优秀的理科大学生大概都能轻易解出来。简单来说这时两个质点的相对位置始终在一个圆锥曲线上,也就是说如果我们站在其中一个质点上看另一个质点,

那么另一个质点的轨道一定是个椭圆,抛物线,双曲线的一支或者直线。二体问题又叫开普勒>(Johannes Kepler)问题,它是在1710年被瑞士数学家约翰伯努利(Johann Bernoulli) 首先解决的。N体问题的提出大概可以追溯到上千年前,但是这一问题的第一个完整的数学描述(象使用上面这样的微分方程)是出现在牛顿的"自然哲学的数学原理"(Philosophiae Naturalis Prinicipia Mathematica,1687年出版)一书中。在他的著作>中,牛顿成功地运用微积分证明了开普勒的天文学三大定律,但是奇怪的是他的书里并没有给出二体问题的解,尽管这两者是紧密相关的,而且现在的人们还是相信牛顿当时完全有能力自己给出二体问题>的解。至于三体问题或者更一般的N体问题(N大于二),在被提出以后的二百年里,被十八和十九世纪几乎所有著名的数学家都尝试过,但是问题的进展是微乎其微的。尽管在失败的尝试中微分方程的理论被不断地发展成为一门更成熟的数学分支,但是对于这些发展的源头--N体问题,人们还是知道的太少了。终于在十九世纪末期,也就是希尔伯特做他的著名演讲前几年,人们期待的重大突破出现了。

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 [2楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2013/01/23 11:05 

不错,支持一下。我想问一下:太阳,地球,月球的三体问题玩过吗?算出的月球的近日点进动和升交点西移的周期是多少?

※※※※※※
天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。
 [3楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2013/01/23 11:05 

不错,支持一下。我想问一下:太阳,地球,月球的三体问题玩过吗?算出的月球的近日点进动和升交点西移的周期是多少?

※※※※※※
天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。
[楼主]  [4楼]  作者:541218  发表时间: 2013/01/23 12:34 

对【3楼】说:

彬彬,你好!

老朽 只是 刚刚组建了三个相互吸引着的质点之间所存在着的十八道约束方程(前人只挖出十道,剩下的八道 已被老朽逐一找到)!万里长征 刚刚走完第一步……以后的工作很艰巨……

现沉浸在甜丝丝的欣喜若狂的心境中……正在“气喘吁吁地”休息一会儿,再抡起大锹继续挖掘……老朽很不自信,奢望 彬彬等有志者参与共同挖掘……谢谢!

 [5楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2013/01/23 13:47 

对4说:那就不打扰你的雅兴了。

※※※※※※
天地之道,以阴阳二气造化万物。是故易有太极,是生两仪。两仪生四象,四象生八卦。

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