什么叫黎曼可积 达尔塔函数性质?

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什么叫黎曼可积

达尔塔函数性质?

达尔塔函数性质?

定理:黎曼函数在区间(0,1)内的极限处处为0。
证明:对任意x0∈(0,1),任给正数ε,考虑除x0以外所有黎曼函数的函数值大于等于ε的点,因为黎曼函数的正数值都是1/q的形式(q∈N ),且对每个q,函数值等于1/q的点都是有限的,所以除x0以外所有函数值大于等于ε的点也是有限的。设这些点,连同0、1,与x0的最小距离为δ,则x0的半径为δ的去心邻域中所有点函数值均在[0,ε)中,从而黎曼函数在x-x0时的极限为0。
推论:黎曼函数在(0,1)内的无理点处处连续,有理点处处不连续。
推论:黎曼函数在区间[0,1]上是黎曼可积的。(实际上,黎曼函数在[0,1]上的积分为0。)
证明:函数可积性的勒贝格判据指出,一个有界函数是黎曼可积的,当且仅当它的所有不连续点组成的集合测度为0。黎曼函数的不连续点集合即为有理数集,是可数的,故其测度为0,所以由勒贝格判据,它是黎曼可积的。

黎曼可积问题?

不一定,可以定义函数f(x),f :[0,1] -- R,
当x为有理数的时候,f(x)1,
而当x为无理数的时候,f(x)-1;
这样|f|(x)1,显然在[0,1]上黎曼可积;
而由于f(x)在[0,1]上处处不连续,每个点都是间断点,可知f(x)在[0,1]黎曼不可积。

可积不一定连续的例子?

f(1/n)1/n,n是自然数,其它值为0,则f在(0,1)上可积,积分为0。
还有一个更特殊的函数,黎曼函数,xp/q,p、q互素时,f(x)1/q,x是无理数时f(x)0。f(x)在无理数点处连续,有理数点处不连续。f(x)黎曼可积,任意区间上积分为0
举个简单的例子吧。
函数f(x)1(当0≤x<1时),2(当1≤x<2)时。
这个分段函数是不连续的。但是在定义域[0,2]这个区间,是可积分的。

什么数列求极限可以用定积分算?

定积分原则可以看作是一种特殊数列的极限,具体定义定积分前先确定一个概念——划分。
设有闭区间[a,b]和n 1个数x(0),x(1),...,x(n),满足ax(0)ltx(1)(n)b,称此为一个划分P。此划分的n个子区间{[x(i-1),x(i)]|i1,2,...,n}中长度最大值λ(P)max{x(i)-x(i-1)|i1,2,...,n}称为划分P的参数。此外,若在划分P的n个子区间内任选n个数ξ(1),ξ(2),...,ξ(n)(ξ(i)∈[x(i-1),x(i)],i1,2,...,n),则称此为带标志点的划分(P,ξ)。
现在对于闭区间[a,b]构造一个带标志点的划分序列{(P(k),ξ)|k1,2,...},满足lim[k→∞]λ(P(k)) 0,即此划分序列{P(k)}的参数(子区间长度的最大值)趋于零。
至此便可定义黎曼和:
设函数f(x)在闭区间[a,b]上有定义,对于上述带标志点划分序列中的某个划分(P(k),ξ)定义下式
S(k) ∑[i1,n] f(ξ(i))(x(i)-x(i-1))
为黎曼和。
如果对于任意满足lim[k→∞]λ(P(k)) 0的带标志点划分序列{(P(k),ξ)|k1,2,...},相应的黎曼和数列{S(k)}存在极限S,即lim[k→∞] S(k) S,则称函数f(x)在闭区间[a,b]上黎曼可极,S为函数f(x)在闭区间[a,b]上的黎曼积分(或称定积分)。记为
S ∫[a,b] f(x)dx
其中的a和b也称为定积分的下限和上限。
在上述定积分的定义中,标志点ξ是在相关子区间内任取的。如果取子区间内的函数最大点或最小点,则将得到两个特别的黎曼和,分别称为达布大和S(P)和达布小和s(P)。显然,若在原划分P的基础上增加划分点得新的划分P#39,相应的达布和满足下式。
s(P)≤s(P#39)≤S(P#39)≤S(P)
可见,对于参数趋于零的划分,达布和数列“单调有界”,其必有极限。
黎曼可积的充分必要条件是,对于参数趋于零的划分,达布大和数列的极限等于达布小和数列的极限。证明略。
由此可得推论,闭区间上的连续函数必定可积。
此外,适当放松上述条件有,闭区间上存在有限个间断点的有界函数必定可积。
至此,给出了定积分的详细定义和相关可积条件。
下面简单罗列一下定积分的一些性质
1)线性性
∫[a,b] (k1 f(x) k2 g(x))dx k1 ∫[a,b] f(x)dx k2 ∫[a,b] g(x)dx
2)乘积可积性
若f(x)和g(x)在闭区间[a,b]上可积,那么其积f(x)g(x)在[a,b]上也可积。
3)保序性
若f(x)和g(x)在[a,b]上可积,且在[a,b]上有f(x)≥g(x),则成立
∫[a,b] f(x)dx ≥ ∫[a,b] g(x)dx
4)绝对可积性
若f(x)在[a,b]上可积,则|f(x)|在[a,b]上也可积。
5)区间可加性
∫[a,b] f(x)dx ∫[a,c] f(x)dx ∫[c,b] f(x)dx
6)积分第一中值定理
设f(x)和g(x)都在[a,b]上可积,g(x)在[a,b]上不变号,则存在η∈[m,M],使得
∫[a,b] f(x)g(x)dx η∫[a,b] g(x)dx
其中M和m分别是f(x)在[a,b]的上下确界。
如果f(x)在[a,b]上连续,则有
∫[a,b] f(x)g(x)dx f(ξ)∫[a,b] g(x)dx
其中ξ∈[a,b]
最后给出微积分基本定理——牛顿-莱布尼兹定理
设f(x)在[a,b]上连续,F(x)是f(x)在[a,b]上的一个原函数(即d/dx F(x) f(x)),则成立
∫[a,b] f(x)dx F(b) - F(a)
微积分基本定理建立了定积分和不定积分的关系,也给计算定积分提供了一个方法。
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