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: