Сформулируем достаточные условия существования решения задачи оптимального управления следующего вида:
,
.
Относительно данных сделаем предположения:
1) - компактно;
2) мн-во компактно;
3) множество выпукло для всех ;
4) существует константа , для которой справедливо неравенство .
Класс допустимых уравнений отождествляется с функциями, интегрируемыми по Лебегу на интервале управления.
Теорема 1. Пусть выполнены предположения 1) - 4) и множество . Тогда существует четверка , на которой функционал достигает минимума.
Замечание 1. В теории оптимального управления часто применяют следующие обозначения. Если некоторая функция, то ее значение в точке , а - сама функция, как элемент функционального пространства.
Замечание 2. Если функционал качества управления имеет вид , где . Первое слагаемое называется интегральным, а второе терминальным, а сам функционал – функционалом Больца. Если , то получаем функционал Майера, а в случае - функционал Лагранжа.