Предположим, что и докажем, что непрерывна в точке справа. С этой целью, взяв произвольное разложим промежуток точками
на части так, чтобы оказалось
Опираясь на непрерывность функции можно предположить при этом, что уже настолько близко к что выполняется неравенство
(в случае надобности, можно было бы вставить еще одну точку деления, отчего сумма разве лишь увеличилась бы). Тогда из (12) следует, что
стало быть,
или, наконец,
Отсюда и подавно
следовательно, ввиду произвольности
Аналогично доказывается, что (при )
т. е. что в точке непрерывна слева.
Из доказанной теоремы вытекает такое следствие:
10°. Непрерывная функция с ограниченным изменением представима в виде разности двух непрерывных же возрастающих функций.
В самом деле, если вернуться к доказательству предложения 7° (в части, относящейся к необходимости) и в качестве монотонной мажоранты взять именно функцию
непрерывную в силу 9°, то и получится требуемое разложение.
В заключение покажем, что для непрерывной функции в определении полного изменения:
supremum можно заменить пределом как в том случае, когда полное изменение конечно, так и в том, когда оно бесконечно.
11°. Пусть функция непрерывна в конечном промежутке Разложив этот промежуток. на части точками
и составив сумму
будем иметь
где .
Как уже отмечалось, сумма не убывает от добавления новой точки деления . С другой стороны, если эта новая точка попадает в промежуток между то увеличение суммы проистекающее из появления этой точки, не превосходит удвоенного колебания функции в промежутке
Заметив это, возьмем какое-либо число
и найдем сумму V такую, что
Пусть эта сумма отвечает следующему способу деления:
Выберем теперь столь малое что
лишь только (это сделать можно ввиду равномерной непрерывности функции ). Докажем, что для любого способа деления, которому отвечает будет
В самом деле, имея подобный способ деления (I), составим новый способ (II), получающийся из (I) добавлением всех точек Если способу (II) отвечает сумма то
С другой стороны, способ (II) получается из (I) путем (самое большее) -кратного добавления по одной точке. Так как каждое добавление вызывает увеличение суммы меньшее, чем
Отсюда, а также из (16) и (14), следует, что
Итак, при выполнено (15); но, поскольку всегда
о действительно имеет место (13), что и требовалось доказать.