Реферат Курсовая Конспект
Свойства определенного интеграла - раздел Математика, Свойства Определенного Интеграла Пусть Функция ...
|
Свойства определенного интеграла
Пусть функция интегрируема на отрезке . Положим по определению и .
(Аддитивность). Пусть ограниченная кусочно-непрерывная функция определена в наибольшем из промежутков , и . Тогда справедливо равенство
.
Доказательство. Предположим сначала, что . Рассмотрим разбиение отрезка на части. Не нарушая общности, можно считать точку одной из точек деления. Для соответствующей интегральной суммы будем иметь
.
Переходя к пределу при , получим требуемое равенство.
Другие случаи взаимного расположения точек приводятся к разобранному. Пусть, например, . Тогда, по доказанному,
,
.
После перестановки пределов интегрирования в последнем интеграле, получим нужное нам равенство.
Аналогично поступаем с другими расположениями.
(Линейность). Пусть функции и интегрируемы на отрезке . Тогда произвольная линейная комбинация этих функций также будет интегрируемой на этом отрезке, причем
.
Доказательство. Возьмем произвольное разбиение отрезка на части и составим интегральные суммы для всех трех интегралов. При этом точки в каждом частичном промежутке выбираем для всех трех сумм одни и те же. Получим
.
Переходя в последнем равенстве к пределу при , убеждаемся в интегрируемости линейной комбинации и справедливости требуемого равенства.
Теорема (об оценке модуля интеграла). Пусть функция интегрируема на отрезке , тогда функция также интегрируема на этом отрезке, и имеет место неравенство
.
Доказательство. Рассмотрим произвольное разбиение отрезка . Так как для любой пары точек будет , то и колебание функции в этом промежутке не превосходит (колебания функции ). В таком случае имеем , а переходя к пределу в последнем неравенстве при , убеждаемся в интегрируемости функции . Для доказательства нужного нам неравенства для интегралов перейдем к пределу в соответствующем неравенстве для интегральных сумм.
Теорема (об интегрировании неравенств). Если функции иинтегрируемы на отрезке и везде на , то
.
Доказательство. Так как функции и интегрируемы, то мы можем выбрать любую последовательность разбиений с параметрами, стремящимися к нулю, для того, чтобы в пределе получить интеграл. Выберем разбиения отрезка на равных промежутков: и выделим точки . Тогда, с учетом заданного неравенства, имеем:
,
и, переходя в последним неравенстве к пределу при , получаем нужное нам неравенство.
Теорема (об оценке интеграла). Если функция интегрируема на отрезке , и если на всем этом отрезке справедливо неравенство , то
.
Доказательство. Воспользуемся предыдущим свойством с учетом того, что
.
Теорема о среднем значении
Определение. Средним интегральным функции на отрезке называется число
.
Теорема (о среднем интегральном). Пусть функция интегрируема на отрезке , и пусть на всем этом отрезке . Тогда
,
где .
Доказательство. По теореме об оценке интеграла
,
откуда получаем
.
Теперь полагаем .
В случае непрерывной функции справедлива следующая теорема.
Теорема (о среднем интегральном значении непрерывной функции). Пусть функция непрерывна на отрезке . Тогда найдется точка такая, что
.
Доказательство. В качестве и возьмем соответственно наименьшее и наибольшее значение функции на отрезке . По второй теореме Вейерштрасса эти значения принимаются в некоторых точках :
.
По теореме о среднем интегральном принадлежит отрезку с . По теореме же Коши о промежуточном значении непрерывной функции на отрезке с концами в точках и найдется точка , в которой .
Требование непрерывности функции на существенно. В самом деле, рассмотрим Тогда (множеству значений функции ).
– Конец работы –
Используемые теги: Свойства, определенного, интеграла0.067
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Свойства определенного интеграла
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов