Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Доказать, что условие малых колебаний, то есть условие:
Для любого найдется такое, что при любом разбиении отрезка с
параметром выполняется соотношение:
является не только достаточным условием интегрируемости на , но и необходимым. То есть если - интегрируема на , то для неё обязательно выполнено условие малых колебаний.
Итак, пусть нам дано, что - интегрируема на . Докажем, что тогда для любого найдется такое, что при любом разбиении отрезка с параметром выполняется соотношение:
Хорошо, пусть - какое-то разбиение отрезка , - отрезки этого разбиения, -
соответственно, их длины (как и всегда). Тогда:
Если обозначить через
И затем ввести нижнюю и верхнюю интегральные суммы соответственно:
То мгновенно из определения и будет следовать, что при любом выборе отмеченных точек данного разбиения будет выполняться такое двойное неравенство:
Однако ясно, что какое бы , мы для каждого по определению супремума, ведь можем найти такие точки , что и тогда
Таким образом, верхняя интегральная сумма является супремумом всех возможных интегральных
сумм для данного разбиения , потому что она, очевидно, всегда не меньше любой интегральной
суммы с данным разбиением , но мы можем всегда за счет выбора отмеченных подобрать
интегральную сумму с данным разбиением , которая больше, чем для любого .
То есть мы получаем, что
Аналогично же можно показать, что
Теперь, пусть - интегрируема на отрезке . По определению это означает, что
Но, в силу соотношений, что для любого разбиения с отмеченными точками выполнено
А в то же самое время, для любого и для любого разбиения можно подобрать такой набор отмеченных точек , что
То есть мы имеем для произвольного и для любого разбиения
Следовательно, по теореме о двух милиционерах, раз у существует предел при и любом выборе отмеченных точек, то обязан существовать предел и у при , и мы получаем, что
То есть
Для любого . Отсюда, разумеется, следует, что , то есть равен,
собственно, тому же самому, что и .
Аналогично можно показать и то, что
Таким образом, если была интегрируема на , и её интеграл был равен , то обязательно
будут иметь предел верхние и нижние интегральные суммы (и предел и тех и других будет равен ).
Осталось теперь лишь заметить, что для произвольного разбиения выполнено:
(в силу того, что колебание на ом отрезке, очевидно, равно ).
Таким образом, продолжая:
И раз - интегрируема на , то стремится к , тоже стремится к при стремлении , а следовательно,
Что и требовалось доказать. Таким образом, мы показали, что если функция интегрируема на , то она удовлетворяет условию малых колебаний.
Специальные программы
Программа
лояльности v2.0
Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!
Крути рулетку
и выигрывай призы!
Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.
Бесплатное обучение
в Школково
Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.
Налоговые вычеты
Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».
Специальное предложение
для учителей
Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!
Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ
Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!