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Zusammenhang der beiden Prinzipien
und ferner
d
(
∂
T
∂
q
i
′
)
d
t
=
2
∑
j
=
1
k
d
a
i
j
d
t
⋅
q
j
′
+
2
∑
j
=
1
k
a
i
j
⋅
q
j
′
′
.
{\displaystyle {\frac {d({\frac {\partial T}{\partial q_{i}^{\prime }}})}{dt}}=2\sum _{j=1}^{k}{\frac {da_{ij}}{dt}}\cdot q_{j}^{\prime }+2\sum _{j=1}^{k}a_{ij}\cdot q_{j}^{\prime \prime }.\,}
In dieser letzten Gleichung wollen wir auf beiden Seiten mit
q
i
′
{\displaystyle q_{i}^{\prime }}
multipliciren, dann für
i
{\displaystyle \ i}
der Reihe nach alle ganzen Zahlen
1
,
2
,
.
.
.
k
{\displaystyle \ 1,2,...\,k}
einsetzen und die Resultate rechts und links vom Gleichheitszeichen addiren. Dadurch findet sich
(3)
∑
i
=
1
k
d
(
∂
T
∂
q
i
′
)
d
t
⋅
q
i
′
=
2
∑
i
=
1
k
∑
j
=
1
k
d
a
i
j
d
t
⋅
q
i
′
⋅
q
j
′
+
2
∑
i
=
1
k
∑
j
=
1
k
a
i
j
⋅
q
i
′
⋅
q
j
′
′
{\displaystyle {\begin{aligned}\sum _{i=1}^{k}{\frac {d({\frac {\partial T}{\partial q_{i}^{\prime }}})}{dt}}\cdot q_{i}^{\prime }&=2\sum _{i=1}^{k}\sum _{j=1}^{k}{\frac {da_{ij}}{dt}}\cdot q_{i}^{\prime }\cdot q_{j}^{\prime }\\&+2\sum _{i=1}^{k}\sum _{j=1}^{k}a_{ij}\cdot q_{i}^{\prime }\cdot q_{j}^{\prime \prime }\\\end{aligned}}}
Betrachten wir zunächst den ersten Bestandtheil der rechten Seite. Es ist
d
a
i
j
d
t
=
∑
h
=
1
k
∂
a
i
j
∂
q
h
⋅
q
h
′
{\displaystyle {\frac {da_{ij}}{dt}}=\sum _{h=1}^{k}{\frac {\partial a_{ij}}{\partial q_{h}}}\cdot q_{h}^{\prime }}
und in Folge davon
(4)
∑
i
=
1
k
∑
j
=
1
k
d
a
i
j
d
t
⋅
q
i
′
⋅
q
j
′
=
∑
h
=
1
k
q
h
′
⋅
{
∑
i
=
1
k
∑
j
=
1
k
∂
a
i
j
∂
q
h
q
i
′
⋅
q
j
′
}
{\displaystyle \sum _{i=1}^{k}\sum _{j=1}^{k}{\frac {da_{ij}}{dt}}\cdot q_{i}^{\prime }\cdot q_{j}^{\prime }=\sum _{h=1}^{k}q_{h}^{\prime }\cdot \left\lbrace \sum _{i=1}^{k}\sum _{j=1}^{k}{\frac {\partial a_{ij}}{\partial q_{h}}}q_{i}^{\prime }\cdot q_{j}^{\prime }\right\rbrace }
=
∑
h
=
1
k
∂
T
∂
q
h
⋅
q
h
′
,
{\displaystyle =\sum _{h=1}^{k}{\frac {\partial T}{\partial q_{h}}}\cdot q_{h}^{\prime },}
Der zweite Bestandteil auf der rechten Seite der Gleichung (3) lässt sich schreiben
∑
i
=
1
k
q
i
′
′
⋅
{
2
∑
j
=
1
k
a
i
j
⋅
q
j
′
}
,
{\displaystyle \sum _{i=1}^{k}q_{i}^{\prime \prime }\cdot \left\{2\sum _{j=1}^{k}a_{ij}\cdot q_{j}^{\prime }\right\},}
und demnach hat man
(5)
2
∑
i
=
1
k
∑
j
=
1
k
a
i
j
⋅
q
i
′
⋅
q
j
′
′
=
∑
i
=
1
k
∂
T
∂
q
i
′
⋅
q
i
′
′
.
{\displaystyle 2\sum _{i=1}^{k}\sum _{j=1}^{k}a_{ij}\cdot q_{i}^{\prime }\cdot q_{j}^{\prime \prime }=\sum _{i=1}^{k}{\frac {\partial T}{\partial q_{i}^{\prime }}}\cdot q_{i}^{\prime \prime }.}
Benutzt man die Gleichungen (4) und (5), so geht die Gleichung (3) in folgende über
(6)
∑
i
=
1
k
d
(
∂
T
∂
q
i
′
)
d
t
⋅
q
i
′
=
2
∑
i
=
1
k
∂
T
∂
q
i
⋅
q
i
′
+
∑
i
=
1
k
∂
T
∂
q
i
′
⋅
q
i
′
′
{\displaystyle \sum _{i=1}^{k}{\frac {d({\frac {\partial T}{\partial q_{i}^{\prime }}})}{dt}}\cdot q_{i}^{\prime }=2\sum _{i=1}^{k}{\frac {\partial T}{\partial q_{i}}}\cdot q_{i}^{\prime }+\sum _{i=1}^{k}{\frac {\partial T}{\partial q_{i}^{\prime }}}\cdot q_{i}^{\prime \prime }}