Смекни!
smekni.com

Интеграл Стилтьеса (стр. 6 из 7)

То есть это теорема о среднем для интегралов Стилтьеса.

Доказательство:

Переходя к пределу, получим

Возьмем

, т.к. случай
(т.е.
) не представляет интереса: обе части формулы (18) – нули.

Тогда

Обозначая написанное отношение через

и придем к (18).

Если

в промежутке
непрерывна, тогда
и есть значение функции в некоторой точке этого промежутка, и формула (18) имеет вид

Пусть
непрерывна, а функция
имеет ограниченное изменение. Для этого случая справедлива оценка интеграла Стилтьеса:

где

Доказательство:

так что остается лишь перейти к пределу, чтобы получить (21).

Пусть в промежутке
функция
ограничена,
монотонно возрастает. Если существует интеграл Стилтьеса
от
и
, то имеет место формула

и почленно вычитая эти равенства, получим

Обозначим через

колебание функции
в промежутке
, тогда

для
, то, применяя оценку (21) к каждому интегралу с границами
в отдельности, получаем:

Если промежуток

раздроблен на столь мелкие части, что все
– произвольное наперед заданное взятое число, тогда

10. Предельный переход под знаком интеграла Стилтьеса.

Пусть функции
непрерывны в промежутке
и при
равномерно стремятся к предельной функции

также непрерывной, а

- функция с ограниченным изменением. Тогда

Доказательство:

По заданному

найдется такое N, что при n>N будет для всех x

Тогда в силу (21), для n>N

т.к.

- произвольное, то теорема доказана.

Пусть функция
непрерывна в промежутке
, а функция
- все с ограниченным изменением в этом промежутке. Если полные изменения этих функций в их совокупности ограничены:

и

при
стремятся к предельной функции

то

Доказательство:

Докажем, что

имеет ограниченное изменение. Разложим промежуток
произвольным образом на части точками

Тогда для любого

Перейдем к пределу при

откуда и

Составим суммы Стилтьеса

Если предположить, что промежуток

при этом разложен на столь мелкие части, что колебание функции
в каждой из них будет уже меньше произвольного наперед взятого числа
, то, в силу оценки (22), при всех

С другой стороны, если разбиение фиксировать, то, очевидно,

при
, так что найдется такое N, что для n>N будет

Тогда для тех же значений n в силу (23) и (24) получаем:

Т.к.

- любое, то теорема доказана.

11. Сведение криволинейного интеграла второго типа к интегралу Стилтьеса.

Пусть кривая

задана параметрическими уравнениями

в направлении от

к
, когда
. Тогда точкам
(
), взятым на кривой для образования интегральной суммы, будут отвечать возрастающие значения параметра
: