Integrala lui Darboux

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

În analiza matematică , integrala Darboux este una dintre definițiile posibile ale integralei unei funcții .

Definiția integralei dată de Gaston Darboux este complet echivalentă cu cea dată de Bernhard Riemann , totuși integralele definite cu metoda Darboux au avantajul de a fi mai simplu de definit decât cele ale Riemann, în virtutea abordării mai constructive a definiției lor.

Definiție

Luați în considerare o funcție continuă , care pe acest interval este limitat în virtutea teoremei lui Weierstrass . Împărțiți gama printr-o partiție în intervale .

Somme di Darboux: inferior (verde) și superior (verde + galben). Rețineți că funcția reprezentată în grafic a fost aleasă pozitivă doar pentru comoditate.

Pentru fiecare interval al partiției, sunt definite cele două cantități:

Aceste două valori sunt limita inferioară și limita superioară a ordonatelor punctelor de pe graficul funcției limitat la interval . Astfel de valori există datorită faptului că funcția este limitată pe întreaga gamă.

Este definit ca suma mai mică a lui Darboux , a legat de partiție , numărul real:

În mod similar, suma superioară a lui Darboux este definită ca legat de partiție , numărul real:

Există o lemă care afirmă că, având în vedere:

apoi pentru fiecare pereche de partiții din avem:

Deoarece fiecare partiție variază din sunt:

Din lema anterioară putem deduce că mulțimile Și sunt separate, adică:

Axioma lui Dedekind asupra completitudinii apoi afirmă că există cel puțin un număr real astfel încât:

Dacă există un singur element de separare între Și apoi scrie asta este integrabil în al doilea Darboux sau Darboux-integrabil și elementul este indicat cu:

Integrală multiplă a lui Darboux

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: integral multiplu .

Este un domeniu normal , limitat e o măsură . Este o partiție de în domenii normale.

Este definit ca suma mai mică a lui Darboux , a legat de partiție , numărul real:

În mod similar, suma superioară a lui Darboux este definită ca legat de partiție , numărul real:

În virtutea unei leme privind mâinile normale și partițiile lor, se poate concluziona că:

Prin urmare Darboux se spune că este integrabil în de sine și în acest caz se presupune că:

Proprietățile integralelor

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Proprietățile integralei Riemann .

Integrabilitatea Darboux și integrabilitatea Riemann

În general, o funcție este Darboux-integrabilă dacă și numai dacă este Riemann-integrabilă , iar valorile celor două integrale, dacă există, sunt egale între ele.

Liniaritatea

Lasa-i sa fie Și două funcții continue definite într-un interval și sunt . Atunci:

Aditivitate

Este continuu și definit într-un interval și fie . Atunci:

Monotonie

Lasa-i sa fie Și două funcții continue definite într-un interval Și . Atunci:

Teorema comparației

Lasa-i sa fie Și două funcții continue definite într-un interval și astfel încât în . Atunci:

Valoare absolută

Este integrabil într-un interval , atunci noi avem:

Teorema medie integrală

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Teorema medie integrală și teorema medie ponderată .

De sine este continuu apoi există astfel încât:

Limitându-ne la integrale pe intervale de , se dă un interval , cu .

Scris , de sine este o funcție reală mărginită definită pe Și o partiție de apare:

unde este sunt calculate ca toate partițiile din , și se spune că cele două integrale sunt, respectiv, integrala Riemann superioară și inferioară. Dacă cele două integrale sunt egale, spunem Riemann-integrable ( ), și definim integrala Riemann a pe valoarea comună a celor două integrale:

Deoarece există fiecare funcție limitată astfel încât pentru fiecare avem:

sunt definite integralele Riemann superioare și inferioare, chiar dacă nu au neapărat aceeași valoare.

Arată că dacă și numai dacă pentru fiecare există o partiție astfel încât . Dacă această condiție este adevărată, atunci:

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

Matematica Portalul de matematică : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de matematică