I. CAŁKA OZNACZONA
1. Definicja całki oznaczonej.
Jeśli dla każdego normalnego ciągu Δn podziałów [a,b] istnieje granica skończona ciągu sum całkowych σn niezależna od wyboru punktów pośrednich ci to nazywamy ją całką oznaczoną funkcji f na przedziale [a,b] i oznaczamy:
Jeżeli istnieje całka * to funkcja f jest całkowalna w [a,b] w sensie Riemanna:
2. Które funkcje są całkowalne.
- Każda funkcja ciągła jest całkowalna, - Jeżeli zbiór punktów nieciągłości funkcji f jest skończony lub przeliczalny, to funkcja f
Zbiór jest przeliczalny jeżeli można jego elementy ustawić w ciąg (skończony lub nieskończony). |
3. Własności funkcji całkowalnych.
- Jeżeli - Jeżeli funkcja f całkowalna, to :
- Jeżeli f,g całkowalne, to również f•g całkowalne,
- jeżeli f całkowalna w przedziale [a,b] to jest również całkowalna w dowolnym przedziale [c,d] ⊂ [a,b] . Ponadto dla każdego c ∈ (a,b):
- jeżeli funkcja całkowalna w [a,b] to ograniczona w [a,b].
4. Przykład funkcji nie całkowalnej.
Δn : a = xo< x1< ...<xn = b dla wymiernych punktów pośrednich:
|
Bierzemy niewymierne punkty pośrednie ci:
zatem a - b ≠ b - a granica ciągu sum całkowych zależy od ci.
5. Interpretacja geometryczna całki oznaczonej.
f : [a,b] → R jest ciągła i nieujemna.
6. Związek całki oznaczonej i nieoznaczonej.
Jeżeli przez F(x) oznaczymy funkcję pierwotną funkcji f(x), ciągłej w przedziale [a,b] tj. F`(x) = f(x), to :
F(b) - F(a) nie zależy od stałej całk. C. str. prawa F(x)|ba
|
7. Funkcja górnej granicy całkowania (tw. podst r. całk).
Niech
Jeżeli f jest całkowalna to funkcja górn. gran. całkow. F jest ciągła i ma pochodne w każdym punkcie x ∈ [a,b] w którym funkcja f jest ciągła. Ponadto w każdym punkcie przedziału zachodzi związek F`(x) = f(x).
8. Obliczanie całki oznaczonej. - podstawienie pkt. 9 - części pkt.24
|
10. Średnia całkowa funkcji f. - jeżeli f całkowalna oraz :
to:
lub * :
Wielkość naz. średnią całkową funkcji f w przedziale [a,b]. - Tw. o wartości średniej dla całek: Jeżeli f : [a,b] →R jest ciągła, to istnieje takie c ∈ [a,b] że:
11. Zastosowania całki oznaczonej.
- do obliczania pól powierzchni fig. płaskich: D = {(x,y) : a ≤ x ≤ b i f(x) ≤ y ≤ g(x)} jeżeli funkcje f i g są ciągłe w [a,b] oraz dla każdego x ∈ [a,b] f(x) ≤ g(x) to D nazywa się obszarem normalnym względem osi x. Pole obszaru D wynosi
|
- objętość i pole bryły obrotowej, f : [a,b] →R ciągła nieujemna pole przez obrót y = f(x):
ponadto gdy f w [a,b] ma ciągłą pochodną, to pole pow. bocznej:
|
12. Łuk zwykły i jego długość.
Łukiem zwykłym nazywamy linię daną równaniem parametry-cznym x = x(t) y = y(t) α ≤ t ≤ β jeżeli funkcja w [α,β] jest ciągła i nie ma samoprzecięć (różnowartościowa). Łuk dzielę punktami Ai = (x(ti),y(ti)) i =0,1,...,n podział łuku: Δxi = x(ti) - x(ti-1) Δyi = y(ti) - y(ti-1) i =0,1,...,n Długość odcinka Ai Ai-1 wynosi :
Długość łączącej punkty podziału Ai :
Jeżeli dla każdego normalnego ciągu podziałów przedziału [α,β] Δn : α =to ≤ t1 ≤....≤ tn = β odpowiedni ciąg {ln} dług. łamanych wpisanych w łuk AB zmierza dz tej samej skończonej granicy l, to granicę tą (L) nazywamy długością łuku AB, a łuk prostowalnym (można zmierzyć jego długość). |
13. Łuk gładki. Długość łuku gładkiego.
Łuk x = x(t) y = y (t) α ≤ t ≤ β nazywamy łukiem gładkim jeśli jest łukiem zwykłym oraz funkcje x(t) y(t) mają w przedziale [α,β] ciągłe pochodne. Ponadto x2 + y2 > 0 dla każdego t∈[α,β]. Jeżeli łuk jest gładki, to jest prostowalny, a jego długość wynosi:
14. Całki niewłaściwe funkcji nieograniczonych.
Założenia: f : (a,b]→R , f jest nieograniczona w pewnym prawostronnym sąsiedztwie punktu a, oraz istnieją całki |ac f(x)dx dla każdego c∈(a,b).Określenie całki:
f : [a,b)→R , f jest nieograniczona w pewnym lewostronnym sąsiedztwie punktu b, oraz istnieją całki |ca f(x)dx dla każdego c∈(a,b).Określenie całki:
|
f : [a,b]→R , f jest nieograniczona w sąsiedztwie punktu c c∈(a,b). Zakładam, że całki
są zbieżne . Określenie całki:
15. Całki niewłaściwe w przedziałach nieskończonych. Zakładam: f : [a,b]→R , f jest całkowalna w każdym przedziale [a,b], gdzie: a < b. Jeżeli istnieje granica skończona :
to nazywamy ją całką od a do +nieskończoność funkcji f:
Jeżeli ta granica jest skończona to całka jest zbieżna, jeżeli nie to rozbieżna. Całkę od „-nieskończoność” do „b” gdy f: R→R jest całkowalna w każdym przedziale [a,b], i obie z prawej zbieżne,to:
|
19. Własność średniej całkowej dla f ograniczonej i całkowalnej.
|
|
|
|
|
|
|
|
|