1.2. Параметрге тәуелді интегралды интегралдау
Теорема 1
K(t,x) функциясы [a,b]×[c,d]=E тіктөртбұрышында үзіліссіз болса, онда
1.1.K(x,t) [a,b]×[c,d]=E анықталсын.Кез-келген х алып, K(x,t) функциясын қарастырайық. [a,b] : K(x0,t) функциясы [c,d] аралығында Риман бойынша интегралдансын.
деп белгілеп аламыз.
Егер х0-ден басқа х1 алсақ ( [a,b]), K(x1,t) функциясы [c,d] аралығында Риман бойынша интегралданса,онда
Дәл осылай жалғастыра берсек, онда [a,b] деген функция анықтаған болар едік.Осы функцияны
параметрге тәуелді интеграл деп атап, х-айнымалысын параметр деп атаймыз.
Теорема 1
K(x,t) функциясы [a,b]×[c,d]=E жиынында анықталсын.
берілсін.Егер Е-жиында K(x,t) функциясы үзіліссіз болса, онда үзіліссіз және
= болады.
Дәлелдеуі: Берілгені бойынша Е шенелген және тұйық, онда Гейне-Борель бойынша компакт,онда Кантор теоремасы бойынша K(x,t) бірқалыпты үзіліссіз:
болатынын көрейік.
=
Егер = , =
Басқаша айтқанда , [c,d] бірқалыпты үзіліссіз,демек,үзіліссіз.
Осы айтылған теоремадағы шарттар маңызды ма?Егер осы шарттарды бұзсақ, орындалмайтын жағдайлар бар ма?
1) [a,b] ,х0-рационал,онда
2) [a,b] ,х0-иррационал, онда
Демек f(x0) үзілетін функция.
Теорема 2
K(x,t) функциясы [a,b]×[c,d]=E жиынында анықталып, сол жиынында ақырлы дербес туындысы болсын.Егер және K(x,t) үзіліссіз болса, онда f(x) дифференциалданып,
теңдігі орындалады да, функциясы [c,d] үзіліссіз деп аталады.
Лейбниц формуласы деп аталады.
Дәлелдеуі: жатсын.Онда Лагранж формуласы бойынша (3) болады.
Ал І компактты жиынында үзіліссіз функциясы Кантор теоремасы бойынша сол жиында бірқалыпты үзіліссіз болғандықтан,
(4)
Енді берілсін.Онда үшін үшін (4), (5) бойынша
функциясы үшін
яғни
теңдігі орындалады.(1)
Дәлелдеуі: (1) теңдігі Фубини теоремасының дербес жағдайы болады: K(t,х) анықталған тіктөртбұрышында үзіліссіз,демек (1)-дің екі жағы да
екі еселі интегралына тең.
Теорема 4
Егер K(t,x) функциясы [a,b]×[c,d]=I тіктөртбұрышында үзіліссіз болса, функциялары [c,d] үзіліссіз және , теңсіздіктері орындалса, онда
(2) функциясы [c,d] үзіліссіз болады.
Теорема 5
K(t,x) функциясы [a,b]×[c,d]=I тіктөртбұрышында дербес туындысымен үзіліссіз болса, функциялары [c,d] үзіліссіз дифференциалдансын. Онда (2) арқылы анықталған функция сол жиында дифференциалданып,
(3)
теңдігі орындалады.
Достарыңызбен бөлісу: |