Zeigen Sie, dass diese Wirkung unter einer Symmetrietransformation invariant ist

Fragestellung

Betrachten Sie den folgenden Lagrange-Operator für ein klassisches System:

L ( X , X ˙ ) = 1 2 M X ˙ 2 a X 2
Zeigen Sie, dass die Wirkung unter den folgenden Symmetrietransformationen invariant ist:
{ T ' = A T + B C T + D X ' = 1 C T + D X
Mit Det ( A B C D ) = 1.

Versuch einer Lösung

T ' = A T + B C T + D D T ' = 1 ( C T + D ) 2 D T
X ' = 1 C T + D X D X ' = 1 C T + D D X
Die Verwendung dieser beiden Beziehungen ergibt:
D X ' D T ' = X ˙ ' = ( C T + D ) X ˙
So,

S ' ( X ' , X ˙ ' ) = T 1 ' T 2 ' D T ' L ( X ' , X ˙ ' ) = T 1 ' T 2 ' D T ' { 1 2 M ( X ˙ ' ) 2 a X ' 2 } = T 1 ' T 2 ' 1 ( C T + D ) 2 D T { 1 2 M ( C T + D ) 2 X ˙ 2 ( C T + D ) 2 a X 2 } = T 1 ' T 2 ' D T { 1 2 M X ˙ 2 a X 2 } = T 1 ' T 2 ' D T   L ( X , X ˙ )

Dies ist fast in der richtigen Form, abgesehen von den Zeitgrenzen im Integral. Ich übersehe wahrscheinlich etwas ganz Offensichtliches, aber ich kann gerade nicht daran denken, hoffentlich kann mich jemand darauf hinweisen.

Liegt es einfach daran, dass ich die integrierende Variable aus geändert habe T ' T die Grenzen ändern sich auch entsprechend?

Antworten (1)

Ihnen entgeht nichts, Ihre Lösung ist perfekt.

Es ist nicht erforderlich, dass die Grenzen die gleichen numerischen Werte haben. Wann auch immer T transformiert, so auch die Grenzen.

Wichtig ist: Der Wert der Aktion ändert sich nicht (vorausgesetzt natürlich, Sie haben nicht vergessen, die Grenzen anzupassen). Beachten Sie auch, dass dies keinen Einfluss auf die Bewegungsgleichungen hat.

Ah, ich wusste, dass es so etwas Offensichtliches war. Technisch gesehen sollte ich also ab der dritten Zeile und abwärts ungestrichene Zeiten in den Grenzen des Integrals haben?
@NormalsNotFar jap