4. Необходимое и достаточное условие интегрируемости функции.
Необходимое и достаточное условие интегрируемости функции вытекает из общего необходимого и достаточного условия единственности разделяющего числа. Напомним, что если числовое множество расположено справа от числового множества X, то для единственности числа, разделяющего X и необходимо и достаточно выполнение условия
В нашем случае множество X состоит из нижних сумм Дарбу, а множество из верхних сумм Дарбу. Поэтому необходимое и достаточное условие единственности числа, разделяющего эти множества, принимает вид: для любого найдутся верхняя сумма Дарбу и нижняя сумма Дарбу такие, что Эти суммы, вообще говоря, могут соответствовать различным разбиениям отрезка Но в было показано, что если — совместное измельчение разбиений то выполняются неравенства Поэтому из следует
Получаем следующее необходимое и достаточное условие интегрируемости функции.
Теорема 3. Для того чтобы ограниченная функция заданная на отрезке была интегрируемой на этом отрезке, необходимо и достаточно, чтобы для любого нашлось разбиение Р этого отрезка такое, что где — соответствующие верхняя и нижняя суммы Дарбу.
Рис. 8
условие можно записать и так:
Разность будем обозначать через и называть ее колебанием функции на отрезке Тогда неравенство (5) можно записать так: