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 формулаи 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, тогдатакже непрерывной, а
- функция с ограниченным изменением. ТогдаДоказательство:
По заданному
найдется такое N, что при n>N будет для всех xТогда 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 функциито
Доказательство:
Докажем, что
имеет ограниченное изменение. Разложим промежуток произвольным образом на части точкамиТогда 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 всехС другой стороны, если разбиение фиксировать, то, очевидно,
при , так что найдется такое N, что для n>N будетТогда для тех же значений n в силу (23) и (24) получаем:
Т.к.
- любое, то теорема доказана.Пусть кривая
задана параметрическими уравнениямив направлении от
к , когда . Тогда точкам ( ), взятым на кривой для образования интегральной суммы, будут отвечать возрастающие значения параметра :