|
INTEGRALE DEFINITE
SUME RIEMANN
Definitie: Se da colectia de obiecte:
1. [a,b] - interval inchis
2. ?- diviziune a intervalului [a,b]
? = (a=x0R
4. ?I - un sistem de puncte intermediare cuprins in intervalul [a,b]
?I ? [xi-1,xi]
Numim suma Riemann atasata functiei f, diviziunii ? si sistemului de
puncte intermedi-are ?I numarul notat:
n
??(f,?i) = ? f(?i)*(xi-xi-1)
i=1
INTEGRALE IN SENS RIEMANN
Definitie: Se da f:[a,b]>R. Spunem ca functia f este integrabila in
sens Riemann daca ? if ? R a.i. ? ?>0,? ??>0 cu proprietatea ca ? ? o
diviziune a intervalului [a,b] si (?i) un sistem de puncte intermediare, ?i
? [xi-1,xi] cu ||?||? sa avem |??(f,?i) - if |.
if - se numeste integrala definita a functiei f pe intervalul [a,b]
b
notez: if = ? f(x)*dx.
a
b
Obs:
1) Numarul real if este unic; ? f(x)*dx este unica.
a
Demonstratie:
P.p.a. ca ? i1?i2 care verifica conditiile din definitie, atunci
pentru ? ?>0 ? ?k,?>0 (k=1,2) astfel incat pentru orice diviziune:
?=(x0,x1,...,xn) a lui [a,b] cu ||?|| < ?? si orice puncte intermediare xi-
1 ? ?i ? xi (1 ? i ? n) sa avem:
|??(f,?)-ik|/2 (k=1,2).
Luand ?? = min(?1,? , ?2,?) rezulta ca pentru orice diviziune ? a lui
[a,b] cu ||?||? si orice sistem (?i) de puncte intermediare asociat lui
?, avem:
|??(f,?)-i1| < ?/2 si |??(f,?)-i2| < ?/2,
deci: |i1- i2| < |i1- ??(f,?)| + |??(f,?)-i2| < ?/2+?/2 =
?.
Cum ? > 0 a fost luat arbitrar, rezulta i1=i2; dar din ipoteza i1?i2
? contradictie.
Deci if este unic.
2) f:[a,b]>R
f - integrabila in sens Riemann pe [a,b] ? f marginita pe [a,b]
Demonstratie:
f - integrabila pe [a,b] ? ? if ? R a.i. ? ? o diviziune a lui [a,b] si ?
?>0, ? ??>0 pentru care ||?||? ? |??(f,?i) - if | ? ?i un
sistem de puncte intemediare.
Arat ca f este marginita pe [xk-1,xk]
? x, i?k
Fie ?i=?
?xi, i=k
n n
??(f,?i) = ? f(?i)*(xi-xi-1) = ? f(xi)*(xi-xi-1) + f(x)*(xk-xk-1)
i=1 i=1
i?k
|??(f,?i) - if | < ?
-? < ??(f,?i) - if < ? /+ if
-? + if < ??(f,?i) < ? + if
n
-? + if < ? f(xi)*(xi-xi-1) + f(x)*(xk-xk-1) < ? + if
i=1
i?k
1/(xk-xk-1)*[ - ? + if - ? f(xi)*(xi-xi-1)] < f(x) < 1/(xk-xk-1)*[ - ? + if
- ? f(xi)*(xi-xi-1)]
[_____________________________]
[_____________________________]
M1 M2
M1< f(x) < M2
? f - marginita pe [xk-1,xk] ? k ? {1,2,... |