Verbum

ІНТЭРПАЛЯЦЫ́ЙНАЯ ФО́РМУЛА,

формула для набліжанага вылічэння значэнняў функцыі метадам інтэрпаляцыі (гл. Інтэрпаляцыя і экстрапаляцыя). Заснавана на замене дадзенай функцыі больш простай (у пэўным сэнсе), значэнні якой у зададзеных пунктах (вузлах інтэрпаляцыі) супадаюць са значэннямі зыходнай функцыі.

Найб. пашырана пабудаванне І.ф. на аснове паслядоўных ступеней пераменнай x: 1, x, x​², ..., x​ⁿ, ..., трыганаметрычных функцый 1, sin x, cos x, sin 2x, cos 2x, ... і інш., напр., лінейная І.ф. з двума вузламі інтэрпаляцыі: $y=\frac{x-x_i}{x_{i+1}-x_i}\text{[}𝑓\text{(}{x}_i\text{)}-𝑓\text{(}{x}_i\text{)}\text{]}+𝑓\text{(}{x}_i\text{)}$ . Вузлы інтэрпаляцыі часта выбіраюць так, каб адхіленні І.ф. ад шуканай функцыі былі найменшымі. Калі цяжка ацаніць ступень інтэрпаляцыйнага палінома, неабходную для дасягнення зададзенай дакладнасці (напр., пры інтэрпаляванні табліц), будуюць паслядоўнасць такіх паліномаў з усё больш высокімі ступенямі (схема Эйткена), што дазваляе кантраляваць дакладнасць у працэсе вылічэнняў. Эфектыўным апаратам набліжэння функцый з’яўляюцца інтэрпаляцыйныя сплайны — І.ф., у якіх дадаткова накладзены ўмовы супадзення вытворных (да некаторага парадку) атрыманай і шуканай функцыі ў вузлах. Для апрацоўкі эксперым. даных будуюць І.ф., для якіх патрабуюць мінімізацыі іх сумарнага адхілення па ўсіх вузлах ад шуканай залежнасці (гл. Найменшых квадратаў метад).

С.​У.​Абламейка.

т. 7, с. 288

КЕ́ЛДЫШ (Мсціслаў Усеваладавіч) (10.2.1911, Рыга — 24.6.1978),

савецкі матэматык і механік, адзін з стваральнікаў выліч. матэматыкі, выліч. тэхнікі і некат. раздзелаў аўтам. кіравання. Акад. АН СССР (1946, чл.-кар. 1943) і шэрагу замежных АН, прэзідэнт АН СССР (1961—75). Тройчы Герой Сац. Працы (1956, 1961, 1971). Брат Г.У.Келдыша. Скончыў Маскоўскі ун-т (1931). Працаваў у Цэнтр. аэрагідрадынамічным ін-це, Маскоўскім ун-це, Матэм. ін-це АН СССР; з 1953 дырэктар Ін-та прыкладной матэматыкі АН СССР. У галіне матэматыкі фундаментальныя даследаванні па тэорыі функцый сапраўднай і камплекснай пераменнай, тэорыі патэнцыялаў, набліжаных метадах інтэгравання дыферэнцыяльных ураўн., функцыян. аналізе і інш. У галіне механікі працы па тэорыі неўсталяванага руху цел у вадкасці, уплыве сціскальнасці на абцякальнасць цел, тэорыі хвалевых рухаў і пругкіх ваганняў у паветр. патоку, дынамічнай трываласці і вібрацыі самалёта, ваганнях і аўтаваганнях авіяц. канструкцый. Кіраваў шэрагам сав. касм. праграм, у т. л. палётамі чалавека ў космас. Ленінская прэмія 1957, Дзярж. прэміі СССР 1942, 1946. Залатыя медалі імя М.​В.​Ламаносава АН СССР (1976) і імя К.​Э.​Цыялкоўскага АН СССР (1972).

Тв.:

Избр. труды: Математика. М., 1985;

Избр. труды: Механика. М., 1985;

Избр. труды: Ракетная техника и космонавтика. М., 1988.

т. 8, с. 222

ПАТЭНЦЫЯ́ЛЫ ТЭРМАДЫНАМІ́ЧНЫЯ,

функцыя аб’ёму (V), ціску (p), тэмпературы (T), энтрапіі (S), колькасці часціц у сістэме (N) і інш. макраскапічных параметраў, што характарызуюць стан тэрмадынамічнай сістэмы. Да П.т. адносяць унутраную энергію (U), энтальпію (H), энергію Гельмгольца (F; свабодная энергія, ізахорна-ізатэрмічны патэнцыял), энергію Гібса (G; ізабарна-ізатэрмічны патэнцыял) і інш.

Кожнаму П.т. адпавядае набор параметраў стану. Выбар П.т. для апісання сістэмы абумоўлены наборам незалежных параметраў, што вызначаюць стан сістэмы. Дыферэнцаваннем П.т. як функцыі незалежных параметраў можна вызначыць усе астатнія параметры, што характарызуюць сістэму. У найпрасцейшых выпадках П.т. з’яўляюцца функцыямі 2 незалежных параметраў: U = U(S, V), H = H(S, p) F = F(T, V), G = G(T, p). У больш агульным выглядзе П.т. залежыць ад колькасці часціц (у сістэмах з пераменнай колькасцю часціц уводзіцца хімічны патэнцыял), а таксама ад набору абагульненых каардынат (напр., калі сістэма знаходзіцца ў эл. ці магн. полі). П.т. звязаны паміж сабой суадносінамі: F = U − TS, H = U + pV, G = F + pV. П.т. карыстаюцца пераважна для апісання раўнавагі тэрмадынамічнай. Веданне якога-н. П.т. як функцыі поўнага набору параметраў дазваляе вызначыць усе тэрмадынамічныя характарыстыкі сістэмы і атрымаць ураўненне стану. Гл. таксама Тэрмадынаміка.

Л.​А.​Рот.

т. 12, с. 186

АБ’ЕКТЫ́Ў,

аптычная сістэма або яе частка, якая стварае сапраўдны адваротны відарыс аб’екта. Створаны аб’ектывам відарыс разглядаецца праз акуляр (звычайна пасля абарачальнай сістэмы) ці фіксуецца на экране, фатагр. плёнцы, фотакатодзе перадавальнай тэлевізійнай трубкі і інш. Бываюць лінзавыя, люстраныя і люстрана-лінзавыя.

Асн. аптычныя характарыстыкі: фокусная адлегласць f; дыяметр уваходнай зрэнкі d; святласіла d/f; вугал (поле) зроку; раздзяляльная здольнасць. Аб’ектывы тэлескапічных сістэм маюць фокусную адлегласць да некалькіх метраў і дыяметр уваходнай зрэнкі ад некалькіх сантыметраў (у геад., вымяральных і падзорных трубах) да некалькіх метраў (у тэлескопах-рэфрактарах), аб’ектывы мікраскопаў — фокусную адлегласць 1,5—40 мм, малафарматных фотаапаратаў — 6—2000 мм (для аматарскай практыкі 28—200 мм). Фатагр. аб’ектывы бываюць нармальныя (вугал зроку 40—50°), шырокавугольныя (больш за 70°), звышшырокавугольныя (больш за 83°, аб’ектывы тыпу «рыбіна вока» больш за 180°), даўгафокусныя (менш за 39°) і звышдаўгафокусныя (менш за 9°). Канструкцыя складаных аб’ектываў дазваляе выправіць храматычную і геам. аберацыі аптычных сістэм. Большасць аб’ектываў — анастыгматы. Аб’ектывы з пераменнай фокуснай адлегласцю (панкратычныя), у якіх плоскасць відарыса і святласіла нязменныя, выкарыстоўваюцца ў кіна- і тэлекамерах, спец. прамянёвастойкія — у лазерных сістэмах. Для павелічэння фіз. святласілы аб’ектывы прасвятляюць (гл. Прасвятленне оптыкі).

В.​В.​Валяўка.

т. 1, с. 19

ПУАНКАРЭ́ ((Poincaré) Жуль Анры) (29.4.1854, г. Нансі, Францыя 17.7.1912),

французскі матэматык, фізік і астраном. Чл. Парыжскай АН (1887), Французскай акадэміі (1909). Скончыў Політэхн. (1875) і Горную (1879) школы. З 1881 у Парыжскім ун-це (з 1886 праф.), адначасова з 1893 чл. Бюро даўгот. Навук. працы па тэорыі лікаў, алгебры, тапалогіі, тэорыях функцый, дыферэнцыяльных ураўненняў і імавернасцей, матэм. і тэарэт. фізіцы, нябеснай механіцы і касмагоніі, метадалогіі навук. пазнання. Пабудаваў якасную тэорыю дыферэнцыяльных ураўненняў, распрацаваў тэорыю інтэгральных інварыянтаў і інш. Адкрыў аўтаморфныя функцыі ад адной камплекснай пераменнай (1883) і распрацаваў іх тэорыю. Увёў асн. паняцці камбінаторнай тапалогіі, даў уласную інтэрпрэтацыю геаметрыі Лабачэўскага (1882). Вызначыў фігуры важкіх вадкасцей пры іх вярчэнні ва ўласным гравітацыйным полі, даказаў існаванне фігур раўнавагі, адрозных ад эліпсоіда-, кольца- і грушападобных і даследаваў іх устойлівасць. Незалежна ад А.Эйнштэйна развіў матэм. асновы спец. тэорыі адноснасці, увёў тэрмін «Лорэнца пераўтварэнні». Даследаваў праблемы цеплаправоднасці, электрамагнетызму, оптыкі, тэорыі пругкасці, тэорыі патэнцыялу. Залаты медаль Каралеўскага астр. т-ва (1900). Імем П. названы кратэр на адваротным баку Месяца.

Тв.:

Рус. пер. — О кривых, определяемых дифференциальными уравнениями. М.; Л., 1947;

Лекции по небесной механике. М., 1965;

Избр. труды. Т. 1—3. М., 1971—74;

О науке. 2 изд. М., 1990.

Літ.:

Тяпкин А.А., Шибанов А.С. Пуанкаре. 2 изд. М., 1982.

М.​М.​Касцюковіч.

т. 13, с. 113

МЕ́РЫ,

сродкі вымярэнняў, прызначаныя для ўзнаўлення і захоўвання фізічных велічынь зададзенага памеру. Вывучаюцца метралогіяй. Існуюць М. для даўжыні, масы, аб’ёму, эл. супраціўлення, частаты, т-ры і інш.; не маюць М. скорасць руху, мех. сіла, ціск, сіла эл. току, час, энергія, магутнасць. М. выкарыстоўваюць у якасці эталонаў, узорных сродкаў вымярэнняў і рабочых сродкаў вымярэнняў.

М. падзяляюцца на адназначныя, якія ўзнаўляюць фіз. велічыню аднаго памеру (ripa, вымяральная колба), мнагазначныя, што ўзнаўляюць шэраг аднайм. велічынь аднаго памеру (лінейка з дзяленнямі, кандэнсатар пераменнай эл. ёмістасці), наборы М. для ступеньчатага ўзнаўлення шэрагу значэнняў велічыні ў пэўных межах (наборы плоскапаралельных канцавых мер). Разнавіднасцю М. з’яўляюцца стандартныя ўзоры і ўзорныя рэчывы — целы або пробы рэчыва пэўнага саставу, адно з якіх пры належных умовах характарызуецца велічынёй з вядомым значэннем (узоры цвёрдасці, шурпатасці і да т.п.). М., прызначаная для параўнання з ёю памераў, формы і размяшчэння паверхняў дэталей з мэтай вызначэння іх годнасці, наз. калібрам. Значэнне дадзенай фіз. велічыні, абазначанае на М., з’яўляецца намінальным значэннем М. Сапраўднае значэнне М. атрымліваюць пры яе вымярэнні з выключэннем сістэматычных хібнасцей і давядзеннем да мінімуму выпадковых хібнасцей. Хібнасць вызначэння сапраўднага значэння наз. хібнасцю атэстацыі М. Хібнасць М. — гэта рознасць паміж намінальным і сапраўдным значэннем М. У залежнасці ад хібнасці атэстацыі М. падзяляюцца на разрады, а хібнасць М. з’яўляецца асновай для падзелу іх на класы.

У.​Л.​Саламаха.

т. 10, с. 296

ЗВЫЧА́ЙНЫЯ ДЫФЕРЭНЦЫЯ́ЛЬНЫЯ ЎРАЎНЕ́ННІ,

ураўненні адносна функцыі адной пераменнай, якая ўваходзіць у гэта ўраўненне разам са сваімі вытворнымі да некаторага парадку ўключна. Найбольшы парадак вытворнай наз. парадкам ураўнення.

Калі З.д.ў. запісана ў форме ${\displaystyle x^{\text{(}n\text{)}}=𝑓}$ ($t$, $x$, $x$′, ..., $x^{\text{(}n-1\text{)}}$) , то кажуць, што гэта ўраўненне n-га парадку ў нармальнай форме. Згодна з тэарэмай існавання і адзінасці ў такога ўраўнення існуе і прычым толькі адно рашэнне з пачатковымі ўмовамі ${\displaystyle x\text{(}{t}_0\text{)}=x{}_1^0}$ , ${\displaystyle \mathrm{x\prime }\text{(}{t}_0\text{)}=x{}_2^0}$ ..., ${\displaystyle x^{\text{(}n-1\text{)}}\text{(}{t}_0\text{)}=x{}_n^0}$ , дзе $t_0$, $x{}_1^0$, $x{}_2^0$, ..., $x{}_{\mathrm{n}}^0$ — адвольны пункт вобласці ${\displaystyle \mathrm{D}\subset {\mathrm{R}}^{1+n}}$ у якой $𝑓$($t$, $x$, ..., $x_n$) — функцыя, неперарыўная разам са сваімі вытворнымі ${𝑓\text{′}}_{x_1}$, ${𝑓\text{′}}_{x_2}$, ..., ${𝑓\text{′}}_{x_n}$. Гэта азначае, што пачатковыя ўмовы цалкам вызначаюць усё мінулае і будучае той рэальнай сістэмы, якая апісваецца гэтым ураўненнем. Пры дапамозе З.д.ў. або іх сістэм мадэлююць дэтэрмінаваныя рэальныя сістэмы (працэсы). Пры гэтым стан сістэмы ў кожны момант часу $t$ павінен апісвацца канечным мноствам параметраў $x_1$, ..., $x_n$. Тады, каб запісаць такаю мадэль, дастаткова ў мностве станаў сістэмы, якую мадэлююць, задаць скорасці пераходу ад аднаго стану сістэмы да яе наступнага стану.

Літ.:

Еругин Н.П. Книга для чтения по общему курсу дифференциальных уравнений. 3 изд. Мн., 1979;

Петровский И.Г. Лекции по теории обыкновенных дифференциальных уравнений. 7 изд. М., 1984.

У.​Л.​Міроненка.

т. 7, с. 41

АЎТАМАТЫ́ЧНАГА КІРАВА́ННЯ ТЭО́РЫЯ,

раздзел кібернетыкі тэхнічнай, які вывучае прынцыпы пабудовы сістэм аўтам. кіравання (САК) і заканамернасці працэсаў, што ў іх працякаюць. Даследаванні праводзяцца на дынамічных (фіз. і матэм.) мадэлях рэальных сістэм з улікам умоў работы, прызначэння і канструкцыйных асаблівасцяў аб’ектаў і аўтам. прыстасаванняў.

Спачатку аўтаматычнага кіравання тэорыя развівалася як тэорыя аўтам. рэгулявання. На аснове вывучэння ўзаемадзеяння кіроўных прыстасаванняў і тэхн. аб’ектаў рознай прыроды выяўлена агульнасць працэсаў кіравання. Асн. задача аўтаматычнага кіравання тэорыі — распрацоўка метадаў аналізу і сінтэзу САК, з дапамогай якой руху (паводзінам) пэўнага аб’екта можна надаваць папярэдне зададзеныя ўласцівасці. Пры фіз. мадэляванні неабходна геам. (макеты збудаванняў, размеркаванне абсталявання і інш.) і фіз. (тоеснасць законаў руху, функцыянавання і інш.) падабенства. Пры матэм. мадэляванні абавязкова аднолькавасць матэм. фармалізму, вынікаў матэм. суадносін (разлікаў па формулах, алгарытмах і інш.) і рэальных працэсаў. Матэм. мадэль дынамікі аб’екта, у якой працэсы кіравання апісваюцца сістэмай звычайных дыферэнцыяльных ураўненняў або ўраўненняў у частковых вытворных, пры пераходзе ад ураўненняў да перадатачных функцый увасабляецца ў структурную схему з тыповых звенняў. Пры пабудове складаных сістэм кіравання акрамя тэарэт. метадаў выкарыстоўваецца мадэляванне на базе ЭВМ (у т. л. аналогавых), на якіх узнаўляюцца ўраўненні, што апісваюць сістэму кіравання ў цэлым, і па выніках разлікаў высвятляецца структура кіроўнага прыстасавання.

На Беларусі з канца 1950-х г. у АН, БДУ, Бел. політэхн. акадэміі, Бел. дзярж. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі развіваецца тэорыя аўтам. рэгулявання электрапрыводаў, самапрыстасавальных аптымальных сістэм, сістэм з пераменнай структурай і інш.

Літ.:

Теория автоматического регулирования. Кн. 1—3. М., 1967—69;

Римский Г.В. Основы общей теории корневых траекторий систем автоматического управления. Мн., 1972;

Панасюк А.И., Панасюк В.И., Асимптотическая магистральная оптимизация управляемых систем. Мн., 1986.

Г.​В.​Рымскі.

т. 2, с. 115

МНО́СТВАЎ ТЭО́РЫЯ,

раздзел матэматыкі, у якім вывучаюцца агульныя ўласцівасці мностваў; з’яўляецца фундаментам шэрагу матэм. дысцыплін (напр., тэорыі функцый рэчаіснай пераменнай, агульнай тапалогіі, агульнай алгебры, функцыян. аналізу). Метады М.т. знаходзяць дастасаванні ў класічных галінах матэматыкі (напр., якаснай тэорыі дыферэнцыяльных ураўненняў, варыяцыйным злічэнні, тэорыі імавернасцей). Развіццё М.т. глыбока паўплывала на разуменне самога прадмета матэматыкі.

Заснавана Г.Кантарам, які ўвёў паняцці магутнасці мноства, даказаў незлічонасць мноства рэчаісных лікаў, сфармуляваў паняцце актуальна бясконцага (гл. Бесканечнае і канечнае, Бесканечнасць). Паняцце мноства належыць да першапачатковых матэм. паняццяў, яго можна тлумачыць толькі на прыкладах. Адно з асн. паняццяў М.т. — паняцце прыналежнасці элемента дадзенаму мноству. Мноства лічыцца зададзеным, калі зададзена характарыстычная ўласцівасць яго элементаў; а калі дадзенай уласцівасці не мае ні адзін з элементаў, то гавораць, што такая ўласцівасць вызначае пустое мноства. Напр., мноства рэчаісных каранёў ураўнення х​² = -1 з’яўляецца пустым. Магчымасць колькаснай параўнальнай ацэнкі мностваў грунтуецца на паняцці ўзаемна адназначнай адпаведнасці (біекцыі) паміж 2 мноствамі: мноствы X і Y з’яўляюцца роўнамагутнымі (эквівалентнымі), калі паміж іх элементамі вызначана ўзаемна адназначная адпаведнасць. Бясконцыя мноствы, роўнамагутныя мноству ўсіх цэлых лікаў, наз. злічонымі (напр., мноства рацыянальных лікаў). Мноства ўсіх рэчаісных лікаў мае магутнасць (абагульненне паняцця ліку элементаў), большую за магутнасць злічонага мноства, і яго магутнасць наз. магутнасцю кантынуума. Значны ўклад у развіццё М.т. зрабілі рас. матэматыкі Дз.​Ф.​Ягораў, М.​М.​Лузін, П.​С.​Аляксандраў, А.​М.​Калмагораў, П.​С.​Новікаў, амер. матэматык П.​Дж.​Коэн.

Літ.:

Бурбаки Н. Теория множеств: Пер. с фр. М., 1965;

Коэн П.​Дж. Теория множеств и континуум-гипотеза: Пер. с англ. М., 1969;

Александров П.С. Введение в теорию множеств и общую топологию. М., 1977.

А.​А.​Гусак.

т. 10, с. 502

ПО́ЛЯ ТЭО́РЫЯ ў фізіцы,

раздзел тэарэт. фізікі, які вывучае палі фізічныя. Функцыі поля выкарыстоўваюцца для апісання ўласцівасцей і паводзін неперарыўных фіз. сістэм. Ураўненні фіз. поля вызначаюць асн. закон руху (закон змены станаў) фіз. сістэмы. Рашэнні гэтых ураўненняў — функцыі фіз. поля — апісваюць магчымыя станы сістэмы.

Квантава-рэлятывісцкая П.т. грунтуецца на аб’яднанні спец. адноснасці тэорыі і квантавай механікі і складае аснову тэорыі элементарных часціц і іх узаемадзеянняў. Падзяляецца на класічную тэорыю поля (першасна квантаваную) і квантавую тэорыю поля (другасна квантаваную). Кожнаму тыпу элементарных часціц (як першасных крыніц і як пераносчыкаў фундаментальных узаемадзеянняў) ставіцца ў адпаведнасць класічнае або квантавае поле. Функцыі класічнай П.т. апісваюць 1 элементарную часціцу ў квантавамех. сэнсе, функцыі квантавай П.т. становяцца аператарамі і выкарыстоўваюцца для апісання сістэм з пераменнай колькасцю часціц (квантаў дадзенага поля). Класіфікацыя і ідэнтыфікацыя элементарных часціц у межах класічнай П.т. ажыццяўляецца на аснове ўліку трансфармацыйных уласцівасцей функцый поля адносна пераўтварэнняў прасторава-часавай і інш. тыпаў сіметрыі. На падставе Нётэр тэарэмы ўстанаўліваюцца універсальныя і спецыфічныя захавання законы і вызначаюцца выразы (у тэрмінах функцый фіз. поля) для велічынь, якія захоўваюцца і вымяраюцца эксперыментальна. У калібровачнай палявой тэорыі фундаментальных узаемадзеянняў пераход ад лінейных ураўненняў свабодных палёў да нелінейных ураўненняў узаемадзейных палёў (элементарных часціц) ажыццяўляецца на аснове калібровачнай інварыянтнасці П.т. адносна лакальных пераўтварэнняў дынамічнай сіметрыі кожнага тыпу ўзаемадзеянняў. У выніку атрымліваюцца калібровачныя палі, адказныя за адпаведныя ўзаемадзеянні. Кванты такіх палёў (фатон, слабыя базоны, глюоны) выконваюць функцыі першасных пераносчыкаў эл.-магн., слабага (электраслабага) і моцнага ўзаемадзеянняў адпаведна, першаснымі крыніцамі якіх з’яўляюцца лептоны, кваркі і іх антычасціцы.

На Беларусі даследаванні па П.т. пачаліся ў 1940—50-я г. пад кіраўніцтвам Ф.Л.Фёдарава; праводзяцца ў Ін-це фізікі Нац. АН, БДУ, Гомельскім дзярж. ун-це і інш.

Літ.:

Боголюбов Н.Н., Ширков Д.В. Введение в теорию квантованных полей. М., 1957;

Богуш А.А., Мороз Л.Г. Введение в теорию классических полей. Мн., 1968;

Богуш А.А. Введение в калибровочную полевую теорию электрослабых взаимодействий. Мн., 1987.

А.А.Богуш.

т. 12, с. 503