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@@ -27,14 +27,14 @@ berechnen. |
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Eine Zerlegung mit $|x_k - x_{k-1}| = h$ $\forall k$ heißt |
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äquidistant. |
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$Z(a,b) = $ Menge aller Zerlegungen des Intervalls $[a,b]$ |
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$\mathcal{Z}(a,b) = $ Menge aller Zerlegungen des Intervalls $[a,b]$ |
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\end{definition} |
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\begin{definition}[Ober- und Untersumme] |
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Sei $f\colon [a,b] \to \R$ beschränkt, d.h. $\exists M \in \R$, s.d. |
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$|f(x)| \le M$ $\forall x \in [a,b]$. |
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Die Riemannsche Ober- / Untersummen sind |
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Die Riemannschen Ober- / Untersummen sind |
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\[ |
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\overline{S}_Z(f) := \sum_{k=1}^{n} \sup_{x \in I_k} f(x) \cdot (x_k - x_{k-1}) |
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.\] bzw. |
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@@ -81,12 +81,12 @@ berechnen. |
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\begin{lemma} |
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Sei $f\colon [a,b] \to \R$ beschränkt. Dann ex. für $f$ das |
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Ober- und Unterintegral und für jede Folge von Zerlegungen |
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$z_n \in Z(a,b)$, $n \in \N$ mit $h_n \xrightarrow{n \to \infty} 0$ gilt |
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$Z_n \in \mathcal{Z}(a,b)$, $n \in \N$ mit $h_n \xrightarrow{n \to \infty} 0$ gilt |
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\[ |
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\lim_{n \to \infty} \underline{S}_{z_n} |
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\lim_{n \to \infty} \underline{S}_{Z_n} |
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= \underline{\int_{a}^{b} } f(x) dx |
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\le \overline{\int_{a}^{b}} dx |
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= \lim_{n \to \infty} f(x) \overline{S}_{z_n} |
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\le \overline{\int_{a}^{b}} f(x) dx |
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= \lim_{n \to \infty} f(x) \overline{S}_{Z_n} |
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.\] |
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\end{lemma} |
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@@ -110,7 +110,7 @@ berechnen. |
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Eine beschränkte Funktion $f\colon [a,b] \to \R$ ist |
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genau dann auf $I = [a,b]$ integrierbar, falls |
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$\forall \epsilon > 0$ $\exists $ Zerlegung |
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$z \in Z(a,b)$, s.d. |
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$Z \in \mathcal{Z}(a,b)$, s.d. |
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$|\overline{S}_Z(f) - \underline{S}_Z(f)| < \epsilon$. |
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\end{satz} |
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@@ -119,7 +119,7 @@ berechnen. |
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\end{proof} |
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\begin{definition}[Riemann-Summen] |
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Sei $z = (x_0, x_1, \ldots, x_n)$ eine Zerlegung von |
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Sei $Z = (x_0, x_1, \ldots, x_n)$ eine Zerlegung von |
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$[a,b]$ und $x_{i-1} \le \xi_i \le x_i$, $i = 1 \ldots n$. |
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\[ |
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RS_Z(f) = \sum_{k=1}^{n} f(\xi_i) (x_i - x_{i-1}) |
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@@ -157,17 +157,17 @@ berechnen. |
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\begin{satz} |
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Eine beschränkte Funktion $f\colon I = [a,b] \to \R$ ist genau |
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dann R-integrierbar wenn $\forall $ Folgen $z_n \in Z(a,b)$ mit |
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dann R.-integrierbar wenn $\forall $ Folgen $Z_n \in \mathcal{Z}(a,b)$ mit |
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$h_n \xrightarrow{n \to \infty} 0$ alle zugehörigen R.-Summen |
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zu dem selben Limes konvergieren. |
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\[ |
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RS_{z_n}(f) \xrightarrow{n \to \infty} \int_{a}^{b} f(x) dx |
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RS_{Z_n}(f) \xrightarrow{n \to \infty} \int_{a}^{b} f(x) dx |
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.\] |
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\end{satz} |
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\begin{proof} |
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,,$\implies$'': Sei $f$ R.-integrierbar. Sei $ z \in Z(a,b)$ mit |
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Feinheit $h$. Dann |
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,,$\implies$'': Sei $f$ R.-integrierbar. Sei $ Z \in \mathcal{Z}(a,b)$ mit |
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Feinheit $h$. Dann gilt |
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\[ |
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\underline{S}_Z(f) \le \underbrace{RS_Z(f)}_{\forall \xi = (\xi_1, \ldots, \xi_n)} \le \overline{S}_Z(f) |
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.\] Aus der Konvergenz |
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@@ -176,7 +176,7 @@ berechnen. |
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\int_{a}^{b} f(x) dx$. |
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,,$\impliedby$'' Seien alle R.-Summen konvergent gegen denselben |
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Limes. Sei $ z \in \mathcal{Z}(a,b)$, $\epsilon > 0$ beliebig. |
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Limes. Sei $ Z \in \mathcal{Z}(a,b)$, $\epsilon > 0$ beliebig. |
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Offenbar $\exists $ R.-S. $\underline{RS}_Z(f)$, $\overline{RS}_Z(f)$ |
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s.d. $\underline{RS}_Z(f) - \epsilon \le \underline{S}_Z(f)$ und |
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