\subsection*{Вариационный принцип Гамильтона} \index{Принцип!Гамильтона вариационный|(textbf} Одним из основных понятий механики является понятие\ж материальной точки\н\index{Материальная точка}~(МТ)~--- тела, размерами которого можно пренебречь при описании его движения. Для определения положения системы из~$N$ МТ~(СМТ) в пространстве необходимо задать~$3N$ координат. Вообще, число независимых величин, задание которых однозначно определяет состояние системы, называется\ж степенями свободы\н\index{Степени свободы} этой системы. Любые $s$ величин $q_1,\ldots,q_s$, вполне характеризующие положение системы, называют ее\ж обобщенными координатами\н\index{Обобщенные координаты}, а производные $\dot q_1,\ldots,\dot q_s$~---\ж обобщенными скоростями\н. Соотношения, связывающие ускорения частиц с их координатами и скоростями, называют\ж уравнениями движения\н\index{Уравнение!движения}. Наиболее общая формулировка закона движения механических систем дается\к принципом наименьшего действия\н (\bf принцип Гамильтона\н):\к каждая механическая система характеризуется определенной функцией обобщенных координат, скоростей и времени, $L=L(q;\dot q; t)$, а движение системы удовлетворяет наименьшему значению интеграла\н $$S=\Int_{t_1}^{t_2}L(q;\dot q;t)\,dt.$$ Функция $L$ называется\ж функцией Лагранжа\н\index{Функция!Лагранжа} данной системы, а величина~$S$~---\ж действием\н\index{Действие}. Пусть $q(t)$ и есть функция, для которой $S$ имеет минимум. Тогда для любой другой функции $q(t)+\delta q(t)$ действие будет иметь большее значение. Для удовлетворения граничным условиям ($t=t_1$ и~$t=t_2$) должно выполняться: $\delta q(t_1)= \delta q(t_2)=0$. Принцип Гамильтона можно формализовать (произведя варьирование и интегрирование по частям): \begin{equation} \delta S=\underbrace{\partder{L}{\dot q}\,\delta q\Bigr|_{t_1}^{t_2}}_{=0}+ \Int_{t_1}^{t_2}\Bigl(\partder{L}{q}-\frac{d}{dt}\partder{L}{\dot q}\Bigr)\, \delta q\, dt=0. \label{MinAction} \end{equation} Оставшийся интеграл должен быть равным нулю при произвольных значениях~$\delta q$, что возможно лишь при тождественном равенстве нулю подынтегрального выражения. Таким образом, вариационный принцип привел нас к\ж уравнениям Лагранжа\н\index{Уравнение!Лагранжа} для системы с~$s$ степенями свободы: $$\frac{d}{dt}\partder{L}{\dot q_i}-\partder{L}{q_i}=0, \qquad(i=\overline{1,s}).$$ Следует заметить, что функция Лагранжа определена лишь с точностью до прибавления к ней полной производной любой функции обобщенных координат и времени. Действительно, при вычислении действия (интегрировании лагранжиана) эта функция даст некую аддитивную постоянную, исчезающую после варьирования действия. \index{Принцип!Гамильтона вариационный|)textbf}