7977


Twierdzenia + Dowody

9. Całkowanie przez podstawienie całek oznaczonych. Przykład.

Zachodzi wzór :

0x01 graphic

Założenia:

- funkcja g ma w przedziale [α,β] ciągłe pochodne,

- funkcja f jest ciągła w zbiorze g([α,β]),

- g(α) = a , g (β) = b

Dowód.

0x01 graphic
F - fun. pierw f

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Przykład.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

16. Liniowość całki oznaczonej.

Jeśli 0x01 graphic
, to:

0x01 graphic
Dowód:

a = x o < x1 < ... < xn = b

Tworzę sumę całkową dla αf(x) βg(x) :

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

stąd :

0x01 graphic

powyższa liczba nie zależy od doboru punktów Ci i ciągu Δn. Stąd zachodzi udowadniany wzór.

17.Całkowanie iloczynu dwóch funkcji całkowalnych.

Jeżeli 0x01 graphic

Dowód:

0x01 graphic

0x01 graphic

18. Gdy f g całki oznaczone funkcji f ,g.

20. Twierdzenie o wartości średniej całek oznaczonych.

Jeżeli f : [a,b] →R jest ciągła, to istnieje takie c ∈ [a,b] że:

0x01 graphic

Dowód.

Z tw. Weierstrassa istnieje m,M takie że m ≤ f(x) ≤ M w [a,b], stąd:

0x01 graphic

Z ciągłości f przyjmuję wszystkie wartości pośrednie pomiędzy m a M. Jedną z nich jest średnia całkowa. Stąd:

0x01 graphic

21. Nierówność pomiędzy całkami (moduły).

Jeżeli f całkowalna w sens. Reim. to :

0x01 graphic

Dowód:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

22. Podstawowe tw. rachunku całkowego.

Niech 0x01 graphic
. Funkcja górnej granicy całkowania:

0x01 graphic

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).

Dowód:

I. Ciągłośc xo ∈ [a,b] ,

0x01 graphic

x < x0

0x01 graphic

0x01 graphic

Gdzie M jest pewnym dodatnim ograniczeniem górnym f tj.

| f(x) | ≤ M , x ∈ [a,b]. Istnienie M jest rezultatem całkowalności funkcji f, (f całkowal. są ograniczone) oznacza to:

0x01 graphic

x > x0 0x01 graphic

0x01 graphic

Również:

0x01 graphic

II. Różniczkowalność.

Zakładam, że f jest ciągła w przedziale x ∈ [a,b]

0x01 graphic

0x01 graphic

Z tw. o wartości średniej dla całek istnieje taki punkt cn ∈[x, x+h] że:

0x01 graphic

23. Wzór Newtona - Leibniza.

Jeżeli funkcja f:[a,b]→R jest ciągła, to :

0x01 graphic

Dla dowolnej G pierwotnej dla f.

dowód→

Dowód:

G - pierwotna dla f tj. G`(x) = f(x)

F - pierwotna dla f tj. F`(x)=f(x)

stąd:

0x01 graphic

24. Całkowanie przez części całki oznaczonej.

Jeżeli funkcje u , v : [a,b]→R mają ciągłe pochodne, to :

0x01 graphic
Dowód:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

25. Twierdzenie o całkach funkcji parzystych i nieparzystych.

f : R→R jest parzysta gdy f (-x) = f (x) a nieparzysta gdy f (-x) = - f(x).

Jeżeli a > 0 oraz funkcja f: [-a,a] →R jest ciągła to:

a) jeżeli f jest nieparzysta 0x01 graphic

b) jeżeli f jest parzysta 0x01 graphic

Dowód:

0x01 graphic

0x01 graphic

II. Funkcji wielu zmiennych.

23. TW. o ciągłości funkcji różniczkowalnej n zmiennych.

TW. U ⊂ Rn jest zbiorem otwartym; x ∈ U;

Jeżeli funkcja f : U→R jest różniczkowalna w punkcie x, to jest ciągła w tym punkcie.

Dowód:

Należy sprawdzić czy:

0x01 graphic

Z definicji różniczkowalności istnieje wektor c ∈ Rn taki,że:

0x01 graphic

0x01 graphic

24. TW. o istnieniu pochodnych cząstkowych f n.

TW. U ⊂ Rn jest zbiorem otwartym; x = (x1,x2,...,xn) ∈ U;

f : U→R. Jeżeli funkcja f jest różniczkowalna w punkcie x, to ma w tym punkcie pochodną cząstkową względem każdej zmiennej.

Dowód:

Z różniczkowalności istnieje wektor c=(c1,c2,...,cn) taki, że:

0x01 graphic

h=(0,..., t,...,0) ( h:=x+tci) 0x01 graphic
ze wzoru (*)

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

25. WK istnienia extremum lokalnego.

Zakładam f: U→R, U ⊂ Rn jest zbiorem otwartym, funkcja f ma w zbiorze U pochodne cząstkowe. Jeżeli funkcja f ma w pkt. a ∈ U extremum lokalne, to:

0x01 graphic

9.Zamiana zmiennych w całce podwójnej.

Niech przekształcenie 1) x = x (u,v), y = y (u,v) odwzorowuje obszar regularny domknięty Δ w płaszczy. u i v na obszar regularny domknięty D w płaszczy. x i y. Jeżeli funkcje x,y są klasy C1 to wyrażenie :

0x01 graphic

nazywamy jakobianem przekształcenia 1).

Jeżeli w przekształceniu 1):

- funkcje x(u,v), y(u,v) są klasy C1 w pewnym zbiorze otwartym

U zawierającym obszar regularny Δ,

- D - obszar regularny

- Wnętrze obszaru Δ przechodzi w przekształcenie x = x (u,v),

y = y (u,v) na wnętrze obszaru D,

- Jakobian różny od zera dla każdych (u,v) ∈ U

- f(x,y) jest ciągła w D

to zachodzi wzór:

0x01 graphic

10. Zamiana zmiennych na biegunowe.

Założenia punktu9.

x = ρcosϕ, y = ρsinϕ,

mamy:

0x01 graphic

8. Własności całek podwójnych.

Założenia: D1,D2,D - obszary normalne.

- 0x01 graphic
- jeżeli D1 D2 nie mają wspólnych pkt. wewnętrznych, to:

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
7977
7977
7977
7977
7977
7977
7977
7977
7977
7977
7977
7977

więcej podobnych podstron