Twierdzenia + Dowody
9. Całkowanie przez podstawienie całek oznaczonych. Przykład.
Zachodzi wzór :
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.
|
Przykład.
|
16. Liniowość całki oznaczonej.
Jeśli
a = x o < x1 < ... < xn = b Tworzę sumę całkową dla αf(x) βg(x) :
stąd :
powyższa liczba nie zależy od doboru punktów Ci i ciągu Δn. Stąd zachodzi udowadniany wzór.
|
17.Całkowanie iloczynu dwóch funkcji całkowalnych.
Jeżeli Dowód:
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:
Dowód. Z tw. Weierstrassa istnieje m,M takie że m ≤ f(x) ≤ M w [a,b], stąd:
Z ciągłości f przyjmuję wszystkie wartości pośrednie pomiędzy m a M. Jedną z nich jest średnia całkowa. Stąd:
|
21. Nierówność pomiędzy całkami (moduły).
Jeżeli f całkowalna w sens. Reim. to :
Dowód:
|
22. Podstawowe tw. rachunku całkowego.
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). Dowód: I. Ciągłośc xo ∈ [a,b] ,
x < x0
|
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:
x > x0
Również:
|
II. Różniczkowalność. Zakładam, że f jest ciągła w przedziale x ∈ [a,b]
Z tw. o wartości średniej dla całek istnieje taki punkt cn ∈[x, x+h] że:
23. Wzór Newtona - Leibniza.
Jeżeli funkcja f:[a,b]→R jest ciągła, to :
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:
|
24. Całkowanie przez części całki oznaczonej.
Jeżeli funkcje u , v : [a,b]→R mają ciągłe pochodne, to :
|
|
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
b) jeżeli f jest parzysta Dowód:
|
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:
Z definicji różniczkowalności istnieje wektor c ∈ Rn taki,że:
|
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:
h=(0,..., t,...,0) ( h:=x+tci) |
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:
|
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 :
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:
|
10. Zamiana zmiennych na biegunowe. Założenia punktu9. x = ρcosϕ, y = ρsinϕ, mamy:
8. Własności całek podwójnych. Założenia: D1,D2,D - obszary normalne.
-
|
|
|
|
|
|
|