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     
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   
 
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  
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    
     
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  
      
   
       
     
   
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     
    
    
    
    
    
       
   
   
    
     
   
      
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    
    
        
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   
    
   
    
      
      
      
  
     
     
    
    
     
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               
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            functional     
              
               
                 
              
       
󰃳
      
     
󰃳
󰁟󰄡󰅁󰄢󰁠
   
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  
     
  
              
             
                
              

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󰁔
     

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
               
action                
            
   
 

󰁔
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󰃶
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         
󰃶
  

      

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󰃱
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     
󰃯󰃱
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
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󰇨
    
             
       
󰅄

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

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󰁔
          
  
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 
󰅄

󰅄
  
  
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 
󰅄

󰅄
  
          
󰅄
   
    
              
              
   

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        
        
       
        
   
󰃶
          
               

       
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               
      
 
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                
        
    
            
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    
             
   
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             
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       

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     
                 
            
            
               
          
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   
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 
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          
     
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     
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Remark.             
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         
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            
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    
Remark.  
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                 
                 
           
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        
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󰁓
       
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          
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      
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      continuous symmetry    
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          

       
       
󰃗
󰃻







󰃻󰁞󰁒

󰁔
      
    
  
This subsection is covered by Lecture 1 of the IB Optimisation course.
 
󰃶
   
    
󰃶
  

󰃶󰁜󰁓
   
󰃶
      
  
 
󰃶
  
       
  
                 
                  
  strictly          
     

󰁔
        



󰁔

󰁔
󰁔
󰁔

󰁔

󰁔
   
󰁔
   
 

                
 
     

   
Proofs for these conditions, where appropriate, are given in Lecture 1 of the IB Optimisation course.
           
 
            
Proof.      
󰁒
 
󰁒
 

󰁒
󰁒
   
󰁒
 
        

       
󰅄
  
           
󰁔
          
󰁔
 

   


     

󰁔
󰄃
󰅍
󰁓
󰄃󰄄
󰁓
󰄃󰄄
󰁔
󰄄
󰅍


󰁕
󰁕

         

  
     
󰃶
 
 


  
            

          

    
󰁔
      
          

󰄃

󰁔


󰁔
󰁔

     
⋆⋆

󰃸


󰁔

        
⋆⋆
      

    
⋆⋆
    
      
 
Proof.     
 
 

  

 

 
 
        
   


              
     

   
              
   
󰁔󰁕
        
             
     internal energy   Helmholtz free energy


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            
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  
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           
           
     
        
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         Hamiltonian     
    
    

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
    
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     generalised momenta  conjugate
momenta 
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     
            
             
     
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             
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         
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              
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              
           
          
             
    
󰁒
        trajectories 
  

     
              
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     
    
    
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    
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     
 
    
          
            
             
  
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              
           
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      
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         
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      
               
      
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             
            
    
   
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              
          
Proof.                
           
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   
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 
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               
   
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     
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  
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       
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