質問<2347>2005/5/12
from=だいち
「表面積最小立体」


同一体積の場合、表面積が最小の立体は球ですが
どうやって証明するのでしょうか?

同一表面積で周囲長が最小になる円も
同様にして証明出来るんでしょうか?

参考文献も分かればお願いします(英語可)。

★希望★完全解答★

お便り2005/5/17
from=honda


「変分法」という名前の本を
探してみてください.
基本的にはEuler方程式とかいう
微分方程式を解くことになります.

提示された問題は変分法の
初歩の問題(というか,ほとんど発祥の問題)なので
変分法の初歩的な本にはでてるはずです
ちなみに,同様の問題として
最速降下曲線(サイクロイド)の問題があります.

なお,提示された問題は幾何的にも解けますが
かなり厄介です
確か方針としては
「解が存在することを前提として」
(1)求める閉曲線は凸である
(2)求める閉曲線は点対称である
(3)求める閉曲線は線対称である
(4)点対称の中心から閉曲線上の任意の点までの
線分はその閉曲線の接線と垂直である
なんてことをひたすら証明していくんだったと
思います(これはうろ覚え).
これは円でも球でも同様です.
#これもきっと出てる本があるはず.
#細かいことをいうと幾何的な方針では
#厳密性に欠けます.