Главная > Курс дифференциального и интегрального исчисления. Том 3
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

592. Свойства интегрируемых функций и двойных интегралов.

1°. Если произвольным образом изменить значения интегрируемой в (Р) функции вдоль какой-либо кривой с площадью 0 (с тем лишь условием, чтобы и измененная функция оставалась ограниченной), то вновь полученная функция также интегрируема в (Р), и ее интеграл равен интегралу от

Для доказательства нужно составить интегральные суммы для измененной и исходной функций. Они могут разниться лишь теми слагаемыми, которые относятся к областям задевающим кривую . Но, по лемме п° 690, общая площадь этих областей стремится к нулю при X. откуда уже легко заключить, что обе интегральные суммы стремятся к общему пределу.

Таким образом, существование и величина двойного интеграла не зависят от значений, принимаемых подинтегральной функцией вдоль конечного числа кривых с площадью 0.

2°. Если область (Р), в которой задана функция кривой (с площадью 0) разложена на две области (Р) и то из интегрируемости функции во всей области (Р) следует ее интегрируемость в частичных областях и обратно — из интегрируемости функции в обеих областях (Р) и вытекает интегрируемость в области (Р). При этом

Разложим области произвольным образом на части; тем самым и (Р) разложится на части:

Если значком t отметить части, содержащиеся в (Р), а значком части, содержащиеся в то

Пусть функция интегрируема в (Р), так что при стремится к нулю сумма слева; тогда каждая из сумм справа и подавно стремится к нулю, так что наша функция интегрируема также в

Обратно, если имеет место последнее обстоятельство, так что при стремятся к нулю обе суммы справа, то и сумма слева также стремится к нулю. Однако нужно помнить, что она построена не для произвольного разбиения области (Р) на части: ведь мы исходили из разложения порознь областей (Р) и

Чтобы от произвольного разложения области (Р) перейти к разложению этого частного вида, достаточно присоединить к линиям деления кривую Соответствующие им суммы будут разниться лишь слагаемыми, отвечающими тем элементарным областям, которые задевают кривую Но, по лемме п° 590, их общая площадь стремится к нулю при и обе суммы разнятся на бесконечно малую. Таким образом, условие (6) выполняется в полной общности, и функция оказывается интегрируемой в (Р).

Наконец, доказываемая формула получается переходом к пределу при из равенства

Аналогично, из рассмотрения интегральных сумм с помощью перехода к пределу получаются и следующие три свойства:

3°. Если умножить интегрируемую в (Р) функцию на постоянную то полученная функция также будет интегрируема, и при этом

4°. Если в области (Р) интегрируемы функции то интегрируема и функция причем

5°. Если для интегрируемых в (Р) функций выполняется неравенство то

Далее,

6°. В случае интегрируемости функции интегрируема и функция и имеет место неравенство

Интегрируемость функции следует из простого замечания, что колебание ; этой функции в любой области не превосходит соответствующего колебания функции . Действительно, тогда

и стремление к нулю второй суммы влечет за собой стремление к нулю первой.

Доказываемое же неравенство получается предельным переходом из неравенства

7°. Если интегрируемая в (Р) функция удовлетворяет неравенству

то

Это получается предельным переходом из очевидного неравенства

Если разделить все части неравенств (7) на

и через обозначить среднее отношение, то получим другую запись неравенства (7)

которая выражает так называемую теорему о среднем значении.

Предположим теперь, в частности, что функция непрерывна в (Р), и возьмем в качестве и М ее наименьшее и наибольшее значения в области (Р) — по теореме Вейерштрасса, 173, они существуют! Тогда по известной теореме Больцано—Коши, 171, непрерывная функция принимающая значения и М, должна пройти и через каждое промежуточное значение. Таким образом, во всяком случае в области (Р) должна найтись такая точка что и формула (8) принимает вид:

Это — особенно употребительная форма теоремы о среднем.

Так же легко переносится на рассматриваемый случай и обобщенная теорема о среднем значении предоставляем это читателю.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru