Здравствуйте!
Подскажите пожалуйста, где можно почитать о том, в каких случаях применим метод множителей Лагранжа при наличии связей в виде уравнений в частных производных.
Меня интересует следующая постановка вопроса:
пусть есть гладкое локально тривиальное векторное расслоение
![$\pi\colon E\to M$ $\pi\colon E\to M$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/8/8/3880abe2a49c485d4acfb98ecbd5939482.png)
с компактной базой. На модуле его гладких (
![$=$ $=$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/9/1/591ff9c1652b7e605ef0190a9713c14082.png)
бесконечно дифференцируемых) сечений
![$\Gamma(\pi)$ $\Gamma(\pi)$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/2/6/226e6664b694c62855e6d1bcea020db882.png)
задано действие
![$$
S\colon \varphi \mapsto \int_M L(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots)\,d^n x\,.
$$ $$
S\colon \varphi \mapsto \int_M L(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots)\,d^n x\,.
$$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/d/b/9dbe8e188167a6af07a0fb8573e8b80b82.png)
Кроме того, пусть есть связь в виде (системы) урчп
![$$
F(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots) = 0\,.
$$ $$
F(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots) = 0\,.
$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/4/7/747e11c758e829eed2fb1a4d8c275ab082.png)
Скажем, что
![$\sigma\in \Gamma(\pi)$ $\sigma\in \Gamma(\pi)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/d/4/dd4e0042a9a1d170ac075a3fdb767a0982.png)
--
условно-стационарная точка ![$S$ $S$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/2/5/e257acd1ccbe7fcb654708f1a866bfe982.png)
, если условие стационарности
![$$
\dfrac{d}{d\tau}\Big|_{\tau = 0} S(\gamma(\tau)) = 0
$$ $$
\dfrac{d}{d\tau}\Big|_{\tau = 0} S(\gamma(\tau)) = 0
$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/c/8/bc8b97f40339f75ac6f0e4504d7015db82.png)
выполнено при любых гладких отображениях
![$\gamma\colon \mathbb{R}\times M\to E$ $\gamma\colon \mathbb{R}\times M\to E$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/f/c/9fc2c62293ce03b67edfb06c6cc91bc182.png)
, таких что
![$\gamma(0, \cdot) = \sigma$ $\gamma(0, \cdot) = \sigma$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/d/8/dd82a703a87ca13c435465765a245c0e82.png)
и все
![$\gamma(\tau, \cdot)$ $\gamma(\tau, \cdot)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/4/c/74c67f8ddb1c467d9c96f890236fd64f82.png)
являются гладкими сечениями, удовлетворяющими связи. Если у
![$M$ $M$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/b/9/fb97d38bcc19230b0acd442e17db879c82.png)
есть непустой край, дополнительно потребуем, чтобы в каждой точке
![$P\in \partial M$ $P\in \partial M$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/3/2/1/321cc23c9eee9252529d3b4bfa78e6c182.png)
выполнялось:
![$\gamma(\tau, \cdot) = \gamma(0, \cdot)$ $\gamma(\tau, \cdot) = \gamma(0, \cdot)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/a/1/9a1f2e5214e092977ee554f2dde03f9682.png)
и все частные производные
![$\gamma(\tau, \cdot)$ $\gamma(\tau, \cdot)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/4/c/74c67f8ddb1c467d9c96f890236fd64f82.png)
равны соответствующим производным от
![$\gamma(0, \cdot)$ $\gamma(0, \cdot)$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/1/5/e150e5c841cb2bebff68c117418bc09b82.png)
.
Под методом множителей Лагранжа я понимаю исследование функционала
![$$
(\varphi, \lambda) \mapsto \int_M \Big(L(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots) + \lambda F(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots)\Big)\,d^n x
$$ $$
(\varphi, \lambda) \mapsto \int_M \Big(L(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots) + \lambda F(x, \varphi, \partial \varphi, \ldots)\Big)\,d^n x
$$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/5/4/b549a4d2bdeba340fcc9f92656178cd382.png)
с помощью уравнений Эйлера-Лагранжа. Понятно, что любое их (гладкое) частное решение
![$(\varphi_{\text{ч}}(x), \lambda_{\text{ч}}(x))$ $(\varphi_{\text{ч}}(x), \lambda_{\text{ч}}(x))$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/b/2/5b29e31d17b5f7cd94c1bdd44c07aaa882.png)
определяет условно-стационарную точку
![$\varphi_{\text{ч}}$ $\varphi_{\text{ч}}$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/5/9/c/59c34132e81660da8fc64ebd62a7e6a682.png)
(для
![$S$ $S$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/2/5/e257acd1ccbe7fcb654708f1a866bfe982.png)
), но не понятно, каждой ли условно-стационарной точке можно сопоставить какой-нибудь множитель
![$\lambda = \lambda(x)$ $\lambda = \lambda(x)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/0/c/e/0ce025cc46866c378a164212d0959fed82.png)
так, чтобы соответствующая пара стала решением этих уравнений Эйлера-Лагранжа.
Хотелось бы понять, при каких условиях на
![$L$ $L$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/d/c/ddcb483302ed36a59286424aa5e0be1782.png)
и
![$F$ $F$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/8/b/b8bc815b5e9d5177af01fd4d3d3c2f1082.png)
метод множителей Лагранжа заведомо даёт все условно-стационарные точки, но обсуждение этого в литературе мне не попадалось. Что можно посмотреть на эту тему?