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А.Н.Шерстнев - Математический анализ

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6. pO ANALOGII SO SLU^AEM ^ISLOWOJ PRQMOJ (x47) W EWKLIDOWOM PRO- STRANSTWE WWODQTSQ MNOVESTWA LEBEGOWOJ MERY NULX. iMENNO, MNOVESTWO

X( Rn) IMEET LEBEGOWU MERU NULX, ESLI

 

 

 

 

 

 

8" > 0 9 1; 2; : : : (X

1 k; 1 m( k ) < ");

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GDE 1; 2; : : : | PARALLELEPIPEDY. sPRAWEDLIWY SWOJSTWA:

 

 

 

 

 

 

7. eSLI X1; X2; : : : IME@T LEBEGOWU MERU NULX, TO 1 Xk

TAKVE IME-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k=1

 

 

 

 

 

 

@T LEBEGOWU MERU NULX.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

8. eSLI X IMEET LEBEGOWU MERU NULX I Y

X, TO Y IMEET LEBEGOWU

MERU NULX.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p R I M E R Y. 9. mNOVESTWO X

= f1; 2

; 3; : : :g( R) J-IZMERIMO I

m(X) = 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. mNOVESTWO Q\[0; 1] ( R) OGRANI^ENO I IMEET LEBEGOWU MERU NULX.

oDNAKO ONO NE J -IZMERIMO.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x115. kRITERIJ IZMERIMOSTI MNOVESTWA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX X Rn OGRANI^ENO. sLEDU@]IE USLOWIQ RAWNOSILXNY:

 

 

 

 

(1)

X | J-IZMERIMO,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

8" > 0 9E; F

2 E (E X F; m(F ) , m(E) < "),

 

 

 

 

 

 

 

 

(3)

X

G

IMEET VORDANOWU MERU NULX.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

)

(2) (!!). (2)

)

(3). bEZ OGRANI^ENIQ OB]NOSTI MOVNO S^ITATX,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

= (X, )

 

 

 

c

F E

^TO F ZAMKNUTO, A E OTKRYTO. w \TOM SLU^AE X

 

 

(X ,)

f

DEJSTWITELXNO, X

 

F

)

X,

 

F

;E

 

X

)

Ec

 

Xc\

 

 

Ec Xnc,.

 

 

 

 

 

c

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

pO\TOMU X, \ (X ,)

F \ E

= FnEg. tAKIM OBRAZOM,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m (XG) m (F nE ) = m(FnE) = m(F ), m(E) < ":

 

 

 

 

(3)

)

(1). pUSTXGm(XG) = 0 I " > 0 PROIZWOLXNO. tOGDA SU]ESTWUET

E

2 E TAKOE, ^TO X

 

E; m(E ) < ". tAK KAK X OGRANI^ENO, EGO MOVNO

POGRUZITX W NEKOTORYJ PARALLELEPIPED : X

 

. tOGDA E

2

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

I, SLEDOWATELXNO nE = k=1 k, GDE

| NEKOTORYE PARALLELEPIPEDY.

tOGDA

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F X \ ( nE) = X k;

k2

181

 

f

2 f

 

 

gj

\

6 ;g f

 

 

 

 

 

 

GDE

= k

 

1; : : : ; n X

 

 

k = .

dEJSTWITELXNO

,

WKL@^ENIE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F kP2 k

O^EWIDNO

 

oBRATNO

 

ESLI

 

TO W ODNOM IZ PARAL

 

 

.

 

 

,

kP2 k 6 F ,

 

 

c

c

-

LELEPIPEDOW k (k 2 ) NAJDETSQ TO^KA x 2 X I TO^KA y 2 X

(= X

,).

oTS@DA WYTEKAET SU]ESTWOWANIE W \TOM VE PARALLELEPIPEDE NEKOTOROJ TO^KI z 2 XG(!!), ^TO NEWOZMOVNO.g tAK KAK F X F + E, IMEEM

m (X ) m (F + E) = m(F ) + m(E) m (X ) + ":

w SILU PROIZWOLXNOSTI " : m (X) m (X ). tAK KAK WERNO I OBRATNOE NERAWENSTWO, TO X J -IZMERIMO. >

x116. sWOJSTWA IZMERIMYH PO vORDANU MNOVESTW

1.eSLI X; Y J-IZMERIMY, TO J-IZMERIMY MNOVESTWA X [ Y; XnY; X \ Y .

sLEDUET IZ KRITERIQ x115 S U^ETOMWKL@^ENIJ AG XG [ Y G, GDE A | L@BOE IZ MNOVESTW X [ Y; XnY; X \ Y (SM. 95.10). >

2.eSLI X; Y J-IZMERIMY, TO m(X [ Y ) m(X ) + m(Y ). w ^AST- NOSTI, ESLI X \ Y = ;, TO m(X + Y ) = m(X ) + m(Y ).

pUSTX SNA^ALA X \ Y = ; I E; E0; F; F 0 2 E TAKOWY, ^TO

E X E0; F Y F 0;

m(E0) , m(E ) < "; m(F 0) , m(F ) < ": pOLOVIM G = E + F; G0 = E0 [ F 0. tOGDA G X + Y G0 I

m(X ) + m(Y ) , 2" = (m(X ) , ") + (m(Y ) , ") < m(E) + m(F )

= m(G) m(X + Y ) m(G0) m(E0) + m(F0)m(X) + m(Y ) + 2":

oSTALOSX ZAMETITX, ^TO " PROIZWOLXNO. w OB]EM SLU^AE:

m(X [ Y ) = m(X + (Y nX)) = m(X ) + m(Y nX) m(X) + m(Y ): >

3. pUSTX X; Y J-IZMERIMY, PRI^EM• X \ Y XG [ Y G (TO ESTX MNO- VESTWA X I Y PERESEKA@TSQ LI[X PO GRANICAM). w \TOM SLU^AE MY BUDEM PISATX X \ Y = ;.

182

 

4.

eSLI

X

\

 

Y =

;

,

TO

m(X

[

Y ) = m(X) + m(Y ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uTWERVDENIE SPRAWEDLIWO W SILU WYKLADKI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m(X) + m(Y ) = m(X ) + m(Y ) = m(X + Y ) m(X [ Y )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m(X ) + m(Y );

 

 

 

 

 

 

X [ XG:

 

 

 

GDE 1-E RAWENSTWO SLEDUET IZ WKL@^ENIQ X

X

 

>

 

 

 

 

 

 

p R I M E R Y.

5. pUSTX f (x)

 

 

0

(a

 

 

x

 

b) INTEGRIRUEMA NA

[a; b]. tOGDA X

 

 

 

(x; y)

 

2

 

a

 

 

 

 

 

 

y

f (x)

J -IZMERIMO I

f

2

R

j

 

x

 

 

b; 0

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

m(X) = Za f (x)dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX " > 0 PROIZWOLXNO. tOGDA SU]ESTWUET RAZLOVENIE (a = x0 <

x1 < : : : < xn = b), ^TO I

,

"=2 < S

( )

 

 

S ( ) < I + "=2, GDE I =

b

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

Za

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SM

f (x) dx, S ( ) = i=1 mi(xi,xi,1); S ( ) = i=1 Mi(xi,xi,1 ) (

. x55,56).

pOLOVIM

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

i

= f(x; y)j xi,1 x xi; 0 y mig; E = i=1

i

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

0

= (x; y) xi 1

 

 

x xi; 0

y Mi ; F =

S 0

:

 

 

i

 

 

 

f

 

 

 

 

j ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

i=1

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n

S

 

 

 

tOGDA E; F 2 E; En

 

X F; m(E) =

iP=1 m( i) =

iP=1 mi(xi , xi,1) =

S ( ); m(F ) =

 

 

m( 0) = S ( ). sLEDOWATELXNO, m(F )

 

m(E ) < ".

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

oSTALOSX PRIMENITX KRITERIJ x115.

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. pUSTX K Rn,1 KOMPAKTNO, I f : K ! R | NEPRERYWNAQ FUNKCIQ. tOGDA POWERHNOSTX S W Rn, OPISYWAEMAQ URAWNENIEM

 

xn = f(x1; : : : ; xn,1 ); (x1; : : : ; xn,1) 2 K;

IMEET n-MERNU@ VORDANOWU MERU NULX.

fUNKCIQ f RAWNOMERNO NEPRERYWNA NA K . sLEDOWATELXNO,

( )

8" > 0 9 > 0 8x; x0 2 K (kx , x0k < ) jf (x) , f(x0 )j < "):

pUSTX h > 0 TAKOWO, ^TO DIAMETR KUBA W Rn,1 SO STORONOJ h MENX[E . rASSE^EMRn SETKOJ

x1 = jh; :::; xn,1 = jh; xn = j" (j = 0; 1; 2 : : :):

183

R2 , TO

pROSTRANSTWO Rn,1 PEREMENNYH x1; : : : ; xn,1 RASSEKAETSQ PRI \TOM NA KU- BY S REBROM h. kOMPAKTNOE MNOVESTWO K LEVIT W NEKOTOROM (n , 1)- MERNOM KUBE , I PUSTX m(n,1)( ) = M. sKOLXKO n-MERNYH PARALLELEPI- PEDOW, SODERVA]IH TO^KI POWERHNOSTI S, MOGUT PROEKTIROWATXSQ NA ODIN KUBIK IZ ? o^EWIDNO, NE BOLEE TREH (ESLI BY IH BYLO BOLX[E TREH, TO NA- [LISX BY TO^KI x; x0 2 TAKIE, ^TO kx,x0k < , A jf (x),f(x0)j 2",^TO PROTIWORE^IT ( )). sLEDOWATELXNO, m(n)(S) 3"M . iZ PROIZWOLXNOSTI " IMEEM m(n) (S) = 0: >

u P R A V N E N I Q. 7. eSLI NEPRERYWNAQ PLOSKAQ KRIWAQ , BIEKTIWNO I ORTOGONALXNO PROEKTIRUETSQ NA OTREZOK NEKOTOROJ PRQMOJ `

E< DWUMERNAQ MERA vORDANA RAWNA NUL@.

8.eSLI X J -IZMERIMO W R2, TO J -IZMERIMO MNOVESTWO Y , POLU^A@- ]EESQ IZ X POWOROTOM NA NEKOTORYJ UGOL W SISTEME KOORDINAT XOY .

9.pRIWESTI PRIMER J-IZMERIMOGO MNOVESTWA R2, OBLADA@]EGO ODNOWREMENNO SLEDU@]IMI SWOJSTWAMI: (i) EGO ORTOGONALXNYE PROEKCII

NA OSI Ox; Oy NE J -IZMERIMY W R1, (ii) NAJDETSQ

 

2

R TAKOE, ^TO NE

J -IZMERIMY W R1 MNOVESTWA

 

 

1 = fy 2 Rj ( ; y) 2 g I 2 = fx 2 Rj (x; ) 2 g:

184

! 1) SU]ESTWUET PREDEL

kratnye integraly rimana

 

x117. oPREDELENIE KRATNOGO INTEGRALA

 

 

 

 

 

 

 

1. pUSTX

 

Rk

OGRANI^ENO I J-IZMERIMO. sISTEMU J

-IZMERIMYH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

MNOVESTW

1

; : : : ; n

 

NAZOWEM RAZLOVENIEM

,

ESLI

=

i ,

PRI^EM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

i

\

j =

;

(i

= j); OBOZNA^IM \TO RAZLOVENIE SIMWOLOM ( 1S; : : : ; n ). wE-

 

 

 

 

6

 

 

 

 

NAZOWEM DIAMETROM RAZLOVENIQ

ZDESX

 

 

 

LI^INU

j

 

 

max d( i )

d( i)

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

supfkx

 

 

j 1 i n

 

ig

 

 

 

 

 

 

 

 

, yk : x; y 2

| DIAMETR i ).

 

 

 

 

 

 

 

 

n

pUSTX f

 

: !

R I ( 1; : : : ; n ) | RAZLOVENIE . sUMMA S

 

=

i=1 f(xi)m( i), GDE xi

2

i, A m( i) | MERA vORDANA MNOVESTWA i,

NAZYWAETSQP

INTEGRALXNOJ SUMMOJ rIMANA FUNKCII f .

 

 

 

 

 

2. fUNKCIQ f : ! R NAZYWAETSQ INTEGRIRUEMOJ (PO rIMANU), ESLI

DLQ WSQKOJ POSLEDOWATELXNOSTI (k)( (1k); : : : ; (nkk)) RAZLOVENIJ TAKIH, ^TO j (k)j ! 0 (k

nk

lim X f (x(ik))m( (ik)):

k i=1

w \TOM SLU^AE PREDEL NE ZAWISIT OT WYBORA POSLEDOWATELXNOSTI (k) I NAZYWAETSQ INTEGRALOM rIMANA FUNKCII f PO MNOVESTWU , OBOZNA^ENIQ:

Z

f (x)dx; Z : : :Z f(x1; : : : ; xn )dx1 : : : dxn .

 

 

 

 

 

 

3. pODOBNO ODNOMERNOMU SLU^A@ IMEET MESTO OPREDELENIE, \KWIWA-

LENTNOE PRIWEDENNOMU

: = Z f(x) dx, ESLI

 

 

 

 

 

 

8" > 0 9 > 0 8 (j j < ) jS , j < "):

PRI L@BOM WYBORE TO^EK xj 2 j .

). tOGDA Z f(x)dx =

 

4. p R I M E R. pUSTX 2 R I f (x) = (x 2

m( ).

 

 

 

 

185

x118. iNTEGRIRUEMOSTX I OGRANI^ENNOSTX

1. w OTLI^IE OT SLU^AQ INTEGRALA PO OTREZKU, W OB]EM SLU^AE IZ INTEGRIRUEMOSTI FUNKCII E]E NE SLEDUET EEOGRANI^ENNOSTX. dEJSTWI- TELXNO, ESLI m( ) = 0 I f : ! R PROIZWOLXNAQ (NE OBQZATELXNO OGRA-

NI^ENNAQ) FUNKCIQ, TO IZ OPREDELENIQ 117.2 SLEDUET, ^TO Z f(x)dx = 0:

 

2. nAZOWEM J-IZMERIMOE MNOVESTWO ( Rk ) NEWYROVDENNYM, ESLI

 

( )

 

8" > 0 9 ( 1; : : : ; n) (j j < "; m( i ) > 0 (i = 1; : : : ; n)):

 

 

3. p R I M E R. wSQKOE OTKRYTOE J -IZMERIMOE MNOVESTWO QWLQETSQ

NEWYROVDENNYM.

fkUBI^ESKAQ SETKA W Rk S KUBIKAMI j DIAMETRA < "

RAZREZAET

 

NA

IZMERIMYE ^ASTI

j = \ j .

sEMEJSTWO WSEH TEH MNO

-

 

 

 

 

J -

 

 

 

 

VESTW j , KOTORYE NE PUSTY, OBRAZUET ISKOMOE RAZLOVENIE S j j < ".

dEJSTWITELXNO, ESLI x 2 j , TO SU]ESTWUET OTKRYTYJ KUBIK DOSTATO^-

NO MALOGO DIAMETRA S CENTROM W TO^KE x

2

TAKOJ, ^TO

 

I TOGDA

SM

. 112.8) m( \

j ) m( \ j ) > 0.g

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

dLQ NEWYROVDENNYH OBLASTEJ IMEET MESTO NEOBHODIMOE USLOWIE IN- TEGRIRUEMOSTI.

4.eSLI NEWYROVDENO I f : ! R INTEGRIRUEMA, TO f OGRANI^ENA.

pUSTX, NAPROTIW, f NE OGRANI^ENA. tOGDA DLQ L@BOGO N > 0 I L@BOGO RAZLOVENIQ ( 1; : : : ; n) S USLOWIEM ( ) NAJDETSQTO^KA x 2 (PUSTX, NAPRIMER, x 2 1 ) TAKAQ, ^TO

 

 

N

1

 

n

 

 

 

 

 

jf (x)j >

 

 

f (xi)m( i) (ZDESX xi 2 i):

 

 

 

+

 

 

 

 

m( 1 )

m( 1)

i=2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sLEDOWATELXNO,

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

X

 

 

 

 

X

jS j = f(x)m( 1) +

i=2

f(xi)m( i) jf(x)jm( 1 ),

i=2

f (xi )m( i) >N:

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x119. kRITERIJ INTEGRIRUEMOSTI dARBU

1. pUSTX ( Rk) J -IZMERIMO I f : ! R OGRANI^ENA. dLQ RAZLO- VENIQ ( 1; : : : ; n ) OBLASTI OPREDELIM WELI^INY:

186

mj = infx2 j f (x); Mj

= supx2 j f (x),

 

n

 

 

S ( ) = mim( i) |

NIVNQQ SUMMA dARBU

,

iP=1

n

S ( ) = P Mim( i ) | WERHNQQ SUMMA dARBU.

i=1

eSLI ; 0 | PROIZWOLXNYE RAZLOVENIQ , TO PODOBNO SLU^A@ OTREZKA (55.3) WYWODITSQ NERAWENSTWO S ( ) S ( ).

nIVNIJ (SOOTWETSTWENNO WERHNIJ) INTEGRAL dARBU DLQ FUNKCII f

OPREDELQETSQ RAWENSTWOM D (f) = sup S ( ) (SOOTWETSTWENNO D (f) =

 

 

 

 

inf S ( )). pRI \TOM D (f )

 

D (f ).

2. oGRANI^ENNAQ FUNKCIQ f : ! R ( Rk ) INTEGRIRUEMA TTOGDA

D (f ) = D (f ). pRI \TOM Z f(x)dx = D (f ).

dOKAZATELXSTWO NE IMEET PRINCIPIALXNYH OTLI^IJ OT SLU^AQ INTEG- RALA PO OTREZKU (SM. 56.1). >

3.s L E D S T W I E. eSLI ZAMKNUTO I J-IZMERIMO, A f : ! R NEPRERYWNA, TO f INTEGRIRUEMA.

mOVNO S^ITATX, ^TO m( ) > 0: pO USLOWI@ KOMPAKTNO I POTOMU f RAWNOMERNO NEPRERYWNA NA (SM. 70.1). pUSTX " > 0 PROIZWOLXNO I > 0 TAKOWO, ^TO

"

8x; y 2 (kx , yk < ) jf(x) , f(y)j < m( )):

eSLI ( 1; : : : ; n ) TAKOWO, ^TO j j < , TO W OBOZNA^ENIQH P. 1

D (f )

,

 

 

 

"

 

,

 

 

 

 

n

 

,

 

 

 

 

iP=1

 

 

 

D

(f)

 

S ( )

 

S

( )

 

 

 

(Mi

 

mi)m( i)

 

 

 

 

 

 

 

m( ) = ":

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nIVE MY PRIWEDEM KRITERIJ INTEGRIRUEMOSTI a. lEBEGA. dLQ EGO DOKAZATELXSTWA PONADOBITSQ NEKOTORAQ PODGOTOWKA.

x120. kOLEBANIE FUNKCII W TO^KE

1. pUSTX Rk I f : ! ROGRANI^ENA. dLQ x0 2 I > 0 POLOVIM

187

M (x0) = supff(x)j x 2 \ B (x0 )g, m (x0) = infff (x)j x 2 \ B (x0)g.

M (x0 ) (SOOTWETSTWENNO m (x0)) KAK FUNKCIQ PEREMENNOJ NE WOZRAS- TAET (SOOTWETSTWENNO NE UBYWAET), OSTAWAQSX OGRANI^ENNOJ SNIZU (SOOT- WETSTWENNO SWERHU). tAKIM OBRAZOM, OPREDELENA WELI^INA, NAZYWAEMAQ KOLEBANIEM FUNKCII W TO^KE x0 :

!(x0) lim[M (x0 ) , m (x0)]:

!0

2. fUNKCIQ f NEPRERYWNA W TO^KE x0 TTOGDA !(x0 ) = 0 (!!).

3. pUSTX f : ! ROGRANI^ENA. tOGDA DLQ KAVDOGO > 0 MNOVESTWO D fx 2 j !(x) g ZAMKNUTO.

pUSTX x0 2 D,. tOGDA 8 > 0 9y 2 B (x0) \ (!(y) ). pUSTX > 0

TAKOWO, ^TO B (y) B (x0). tOGDA M (x0), m (x0) M (y) , m (y) ,

TAK ^TO !(x0 ) I, SLEDOWATELXNO, x0 2 D : >

4. mNOVESTWO D WSEH TO^EK RAZRYWA OGRANI^ENNOJ FUNKCII f PRED-

STAWIMO W WIDE D = 1S D1=n.

n=1

uTWERVDENIE NEPOSREDSTWENNO SLEDUET IZ P. 2. >

 

x121. tEOREMA lEBEGA

 

 

 

 

 

 

pUSTX

( Rk )

J-IZMERIMO I ZAMKNUTO.

oGRANI^ENNAQ FUNKCIQ

f : ! R INTEGRIRUEMA TTOGDA f P.W. NEPRERYWNA.

 

 

 

nEOBHODIMOSTX. dOSTATO^NO USTANOWITX, ^TO KAVDOE MNOVESTWO

D1=n (n 2

N) IMEET LEBEGOWU MERU NULX (SM. 120.4, 114.7). pUSTX n 2 N

I

" >

0

PROIZWOLXNY

.

w SILU

119.2

NAJDETSQ RAZLOVENIE

( 1; : : : ; s )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

TAKOE

,

^TO

W OBOZNA^ENIQH

119.1) j=1(Mj , mj )m( j ) "=n .

pUSTX

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

n = fj 2 f1; : : : ; sgj 9y 2 0j (!(y) n1)g:

tOGDA

1

 

 

 

 

s

"

 

X2

 

X2

 

X

 

 

 

 

 

 

 

n

m( j )

(Mj , mj )m( j )

(Mj , mj )m( j ) n

;

j n

j n

j=1

188

OTKUDA j n m( j ) ". dALEE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

s

jG);

 

 

D1=n = y !(y)

(

2[

j )

(

[

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f 2 j

 

 

ng j

 

[

 

 

 

 

 

 

 

n

j=1

 

 

I, POSKOLXKU m( jG) = 0 (1

 

j

s), IMEEM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m (D1=n)

 

m ((

 

j) (

s

jG)) = m((

 

j) ( s

jG))

 

 

 

j2Sn

 

SsjS=1

 

j2Sn

 

S jS=1

 

 

 

P

m( j ) +

P

m( jG) =

P

m( j)

":

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j2 n

 

 

 

 

j=1

 

 

 

j2 n

 

 

 

iZ PROIZWOLXNOSTI " OTS@DA SLEDUET, ^TO m(D1=n) = 0, A ZNA^IT, D1=n IMEET LEBEGOWU MERU NULX.

dOSTATO^NOSTX. pUSTX MNOVESTWO D WSEH TO^EK RAZRYWA OGRANI- ^ENNOJ FUNKCII f IMEET LEBEGOWU MERU NULX. tREBUETSQ DOKAZATX INTEG- RIRUEMOSTX f . bUDEM S^ITATX, ^TO m( ) > 0 (INA^E UTWERVDENIE O^EWID-

NO). pUSTX M > 0 TAKOWO, ^TO jf(x)j M (x 2

) I " > 0 PROIZWOLXNO.

tAK KAK

D = n D1=n,

TO

D1=n

IMEET LEBEGOWU MERU NULX DLQ KAVDOGO

SM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n ( .

 

S

 

 

1

 

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114.8). pUSTX n TAKOWO, ^TO n < m( ) . wYBEREM SISTEMU f ig OTKRYTYH

PARALLELEPIPEDOW TAK, ^TOBY

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D1=n

 

 

i;

 

 

m( i) <

"

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

i

M

 

 

 

 

 

[

 

 

X

 

 

 

 

mNOVESTWO D1=n OGRANI^ENO I ZAMKNUTO (SM. 120.3), TAK ^TO ONO KOMPAKT-

NO, I ZNA^IT, SU]ESTWUET KONE^NOE ^ISLO PARALLELEPIPEDOW 1; : : : ; q,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

POKRYWA@]IH

 

 

mNOVESTWO

 

 

 

 

 

 

 

IZMERIMO I ZAMK

 

 

D1=n.

 

 

 

 

 

0

n iS=1 i J -

1

 

-

NUTO (W ^ASTNOSTI, KOMPAKTNO), PRI^EM

8y 2

0 (!(y) <

n). sLEDO-

WATELXNO, KAVDU@ TO^KU y

2 0 MOVNO POGRUZITX W [AR B y

(y) RADI-

USA y > 0 TAKOJ,^TO

8z

2

B y(y)

 

\ (jf (z)

, f(x)j <

1

). iZ SISTE-

 

n

MY [AROW fB y (y)gy2 0 , POKRYWA@]IH 0 , WYBEREM KONE^NU@ PODSISTEMU

B y (y1); : : : ; B y

(yt), POKRYWA@]U@

 

0. rASSMOTRIM SLEDU@]EE RAZLOVE-

1

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NIE MNOVESTWA 0:

 

 

\

 

 

 

 

 

 

\

 

n

 

 

 

 

 

 

1 = B y1 (y1)

0; 2

 

= B y2 (y2 )

( 0

1); : : : ;

 

 

 

t

= B y (yt) ( 0

 

t,1

i):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

\

 

n i=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

189

pOLAGAQ M0 =

sup f (x); m0 =

inf

f(x), IMEEM DLQ RAZLOVENIQ

 

x2 n 0

 

x2 n 0

 

 

 

 

 

 

( n 0; 1; : : : ; t ) MNOVESTWA :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

S ( ) , S ( ) = (M0 , m0)m( 0n ) + i=1(Mi , mi)m( i )

 

 

q

 

 

 

P

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

t

 

 

 

1

 

 

2M m iS=1 i +

iP=1 m( i ) 2" +

m( ) < 3":

 

n

n

iZ PROIZWOLXNOSTI " I 119.2 SLEDUET INTEGRIRUEMOSTX f:

 

>

 

 

x122. sWOJSTWA INTEGRALA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. pUSTX J-IZMERIMO, f : ! R OGRANI^ENA, f : , ! R | PROIZ-

WOLXNAQ OGRANI^ENNAQ FUNKCIQ TAKAQ, ^TO f

= f. fUNKCIQ f INTEG-

RIRUEMA TTOGDA INTEGRIRUEMA f. pRI \TOMej

e

 

Z,

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

f(x)dx = Z f(x)dx:

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX f INTEGRIRUEMA, = Z f(x) dx I ( 1; : : : ; n ) | TAKOE RAZ-

LOVENIE , ^TO S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) , < ". sISTEMA MNOVESTW

 

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

 

1; ,

 

1; : : : ; n; ,

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 n

 

 

 

 

 

 

n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OBRAZUET RAZLOVENIE

 

MNOVESTWA

 

MNOVESTWO

,

 

i

PRISUTSTWUET W

 

 

 

 

 

 

 

 

, (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RQDU (2), TOLXKO ESLI ONO NE PUSTO). pUSTX N

 

=

supi

n f (x) ( ,

=

).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

,

 

e

 

 

i n

i 6 ;

 

tOGDA (TAK KAK m( ,

) = 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 i n i

 

 

 

 

 

 

 

 

i n

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S ( ; f )

,

 

= S ( ) + Nim( ,

n

i)

,

= S ( )

,

< ":

 

e

 

 

 

 

 

 

i

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(zDESX S ( ; f ) | WERHNQQ SUMMA dARBU DLQ f , OTWE^A@]AQ RAZLOVENI@

.) iZ PROIZWOLXNOSTI " D (f )

 

 

. aNALOGI^NO D

(f)

 

. iTAK, f

INTEGRIRUEMAe, I SPRAWEDLIWO (1).

 

 

 

 

e

 

 

 

 

e

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pUSTX TEPERX f INTEGRIRUEMA, I ( N ) | PROIZWOLXNAQ POSLEDOWATELX-

NOSTX RAZLOVENIJe

S USLOWIEM j Nj !

0: eSLI N ( 1; : : : ; n ) | NEKO-

TOROE RAZLOVENIE IZ \TOJ POSLEDOWATELXNOSTI, TO RAZLOVENIE N , OPRE-

DELENNOE SISTEMOJ

 

 

 

 

IMEET TOT VE DIAMETR

 

 

^TO I

N

: j N j

= j N j.

 

 

(2),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

190