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Integrali (con esempi), Appunti di Analisi Matematica I

Integrali, teoremi e dimostrazioni; completo di esempi. Convergenza integrali, Integrale di Reimann, proprietà e integrali generalizzati.

Tipologia: Appunti

2021/2022

In vendita dal 09/06/2023

deadvoxel
deadvoxel 🇮🇹

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bg1
integral
definiti
in
INTEGRALE
di
RiEMANN
-
D
un
intervates
Lavoziano
temple
con
F:
[a,b]
-
>
R,
f
limitata
PEF
Dato
[a,bJ
<IR
can
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si
definiece
sCoMPOsiziONE
dita,bJeri
indica
can
o.unqualunque
Bottoinsieme
finito
dipunti
di
[a,b]
tate
the
X0(X,<...
<xn
dove
xo
=
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=
D
&
ammette
Si
indica
quindi
of
SPA,
X,
xe,
...,
XnFb]
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L'insieme
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di
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si
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con
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poi
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Ik
=
Exxx,
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....
in
come
interall
individuate
dalla
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I
-
I
I
1
x
1.060
be
Got
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0.c
X
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X
n
pir
fine
[a,b]
[a,b]
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possono
essere
diversi
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Sia
F:
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f
limitata
&
-
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pf4
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pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16

Anteprima parziale del testo

Scarica Integrali (con esempi) e più Appunti in PDF di Analisi Matematica I solo su Docsity!

integraldefiniti^ in

INTEGRALE di^ RiEMANN - D^ un intervates Lavoziano (^) temple con F:^ [a,b]^

  • > R, f^ limitata PEF Dato^ [a,bJ R, f limitata (^) & (^) - diaocb = 3X0,X.,...,Xn

N

I Si (^) definiece (^) SOMMA OUPERIORE dif (^) =-- rispetto a^ o^ it^ numecs^ rease^ * & (^5) (t,0):=^ (Sup f)(Xk - xx- 1) dX.^ Ye*s'xoxob D k= 1

IR

oppoce

Mk =^ -Up f(x)^ 3

extermo tup deleaf

fullintervalo (^) X. - 1,Xk

xE[Xx- 1, Xve]^ "ALLEZZA

n (^) obare S(f,0): =^ Mx.cxx -^ xx^ -^ 1)^ ->Somma (^) area x = 1 Si (^) definite SOMMAINFERIORE

& B
sommd

I= 1 ep/ 5 (f,0):="linff)(xx^ - xx-1 3 ->^ deeee

it

atthe

are

oppoce ezemo inf^

per dif

mn

= inf f(x) 3 della f

xt[Xy -1,Xy] "alTEZZA"

a

d

extremi di

U (^) -integrazione x(7,0) = mx.[Xx

  • Xn+ 1)
k= 1

Gemma F: (^) [a,bJ - >IR, ot

&(a,b] v

pic (^) fine

5(7,0) =^ 5(7,0)^11 I^ I^ &^ 10,

I 7 ↓ I

dim info (^) csupf Go H inff(Xk

  • Xx-^ 1)^ =^ 5pF(x^ -

Xx+

TEOREMA (^) F.Ca,bJ->IR, flimitata

0, 0,^ Erca,b>

tate che^00 00,

Alloca approxima male on e'integrate definite^ catcola

v e'area sotto ea mia f(x)

  • s(f,0)=5(7,0,3 need'^ intervale (^) [a,b]
  • 6(7,60)>5(7.5,3 * COROLLARiO (^) 8: [a,bJ^ ->1R, f^ limitata 80,0,tr(a,b] = 5(F,0)45(7,0.

dim

dia (^) Oz= 00U0, Alloca, accome^ of (^) e'picifine*di to riba x(f,00) = 5(f,02),5(F,02) =5(7.0) =>o(f,00) = ((f.0.) (^) A Ogni somma inferioze^ e' minoce o vquate di (^) qualunque

Somma superioze

↑ costante, Quindi (^) sup 5(f,0) = b(7.0) (^) Go invece varia nell'

Oot &^ insieme defee

scomposizioni o Poiche' (^) Uo., oot& siha

vale

~(F,5)15(7,0)

D (^) dup 5 (F.0) esempio di^ f^ limitata^ ma^ non^ integrable I

8 xEQ f: [a,b] ->R

Foertabj ·In^ contiene^ via^ punti f(x) =^ di (^) che di (^) IRIQ (^) per an 1xEIRICQ

inff=

0,jupf = 1 =^ ((X,0)= 0e5(x,y)= 15p(xk

  • xy- 1)
IK

now BUD ·(f,0) = 0 inf^ 5(f,0)^ =^1 = (3x

TF => integrabite oeb OtR Esempio f:la,b]^ -^ IR

f(x) = C

C

-(x,0) = intF.(xy

xn-^ 1)

tot rho^ f(x)=^ cUxElk = 5(f,0) =^ "apF.(Xu- Xx- 1) k= 1 xC

-^ c(b^ -^ a)( =(f =(F = c(b- a) = b](f(x)dx = c(b- a) CONDiZONE di^ REIMANN A:la.bJ->IR, f^ limitata^

fe are "aree" distance pace

SzRta.bJCUCtR Jotl^ '((f.0) - p(f.o)cc) dim oia (^) fERCabJe via ECIRT =>J=^ inf (^) 5(F, o

Bebta,b)(5(7.0) =Jbf^ + 1 = dps(f,0) 70c(67,0)-lf (^) -

  • I^ I ⑰ (^) - I (^) S + (^) E -E I 0 = 0,000-pir (^) fine dientzamb=fcRtab
to

xpir'precios d(t.0)=5(7,0) =^ (af^ + x((,0) = 5(7,0) =Sf

  • z = - 5(7,0) - fabF + =>5((,0) - 5(7,0) =(f + 2 + E

537 = Poor toware (^) una (^) composizione the mipermetta di

auricinate ses

->foso setRates (^) the (^) JoeR16(5.0) - 5(f.0) << ftRtab]? (^50) Che: (^) x(X,0) = (^) (f =(f =5(7.0)

PER IPOTENT

=ox

j

  • jf (^) =5(5,0) - 5(7.0)EE perf'acbitzacietal die,^ che^ pup effort^ piccolisaims I (^) I
    • = 0 => fo

C F^ DfGRea.b] PROPRIETA' dell'^ INTEGRA Ie'integrate e' (^) una (^) operazione lineate Biano (^) f.gERCabJ, NEIR ·(x

g)

(3x

6g

  • (^) f + gc-Rea,b]
a

·b (ax+ = xf

  • x/ftRzaby

l'integrate

e'monotono

·diafERCabJ, fx0,^ alloza^ ( fc

dim EoRema della media

integrate IbffinfF>

IT

b - a ofiano (^) f.gtRea,bi, fxg, alloca: jf (^) >(g a dim (^) f- = x(((

  • g) - 0 b b^ b =( - (g = 0 = x(F = (g B a (^) a a a #I.P'integrate a additivo^ dopetto all^ dominio^ di^ integre Dato (^) CEJa, (^) b, F:[a,bJ-PR FERTa,b]c=>ftRea,cyefGR[c,b] evale (^) (3x = 6 +^ 6E

TEOREMA f(b)* Fila,b] d(f,0) - 5(f,0) =^ E^ Exam^ REINMANN

TEOREMA

f: (^) [a,b] ->IR. f^ continua^ = DFEREa.b]

dum f continua

EoRema di fha^ max^ emin,

on un interally weights quindie' limitata

↑continua (^) on (^) [a,b] =^ Funiform. Continua on (^) [a,b]

Topema di^ Heine^ - CantoR

be no^2 punti cioe' UEIRF6seRT, (^) Ux'x"ela,b] con vicini^ quaeunque etsi (^) riano, (^) alexa 1x - x"cbc = x(f(x) - f(x))cb202s

f Satanno

uicine.

rceego of (^11101) bc alloca Exe91, (^) ..., n^ -> OX'x" (^) cIk rate f(x)- f(x)c(f(x) - f(x))ca

imaxrimi eteemi

deet' intervaled

=>sup-Inff=a IK I l 5(f,0)

  • 5(7,0) V U (^) E -^ - ..(spf -inff)(Xx^

xk-^ 1) I^ b -^ ac(xy^

xm-^ 1) =Ea(b

  • a) = 2 =>5(7,0) - 5(7,0)<@T TEOREMA (^) ④ f:la,b]-bIR, f^ limitata ↑continua (^) on (^) Ja, bt (^) -ofERta,bT of the

Non mi interesa dicora succede

agli

extermi

COROLLARIO dia (^) fila,b] -R, f^ limitata · ican^ ofanin tale the (^) e'insieme dei (^) punti di

discontinuita'e' FiNiTs.

=D (^) fe(ta,bJ a b c d^ e e'integrable

in ciason interall

e it to

integrate elea^ somma ( = (b

ju

j is

de vari

integrati

PROPRIETA'deU'INTEGRACE TEOREMA (^) FEREa,b]

Sid

G:

E->IR

O uniform. (^) Continua e (^) limitata Tate the (^) FCCa,b]) CE => gofta,b] e'Rea,b] BeEe'compatto =Dbarta^ che^ foia^ continual Cppichete di^ consequenza unif.Cont

per Heine^ Cantozede'limitata^ per

waestrass)

CORSLLARiO Bia

fERLa,b] f([a,b]) (^) -E, p:

E->IRe continua.

Alloza (^) GofGRCa,b] COROULRiO (^) FERIa.bJ =D^ F*CREa,b]

f C

dim Δ *

F

&of e'Rea,bJ^ gof = x(f) = f2t COROLURiO figERIa,bJ =DfGCRea,b]

dim

fg

z (x+ g)

  • (^) f2- gTi

TEOREMA

fEREa,b] =PIfltRea,b] e (^) vi ha (^) tale (^) time: (7 (^) =j dim (^) Ifle'Rea,b] =*^ per (^) cyCt) =^ 1t1 (^) (of EREa,b]

  • (f(x))(f(x)=1f(x)) mount (^) dell'integrate

(91=) =(f

=> (53+1=f

  • BEacB ->(x1 TEOREMA CfnSneIN oucc.^ di^ funzioni,^ fntREa,bT Se fn IDF^ CONUUNiF (^) =DFERta,bT e

S ha:

jy

kms on necessaria^ fo a (^) cow, (^) unit. (^) poece- b teapota^ le (^) propheta

as

folia

in

geotn-lim I^ In a^ permette^ ep

n ->0a scambio limiti

COROLLARiO via (fn) (^) neN ·Cesarone^ di^ frnzroni.^ AneRea,b] eo fn convergente^

unit.

on [a,b]

n= 1 = Ita (^) comma della recie (Rea,b] o "fr I. (^) to (^) someca (^) not Ia comerge Jony numer ·jon = 3

n=^1 a I fro^ ->^ Somma delle^ race contro esempid fr:[0, 15-pI

O

xe903uSh, 13 O O

g

fr(x)= S (^) n (^) xt J0, hE^ I^10 o Carcuna (^) ne'limitata ⑤ o

e

D Cfn(x) Sif

cor, (^) puntuate

O *FO

Sin

Jn

Sn

6

  • (^) j0 = 1 -(

n(t

m = 1

In

= Em 'n^ = -up (^) (Fn(x) - f(x) = UnfuD

* E(0,

cow.non equindi (^) 1=lw 'An (^) Son = 1

x= 0

unit.

dim Bia (^) X, 2I, dimotes the OFe' continue in^ X, ·Dex,e'punto interns^ di^ Fallora^ FreR+tate^ che e'intervale (^) [x,-1.x.tr] F(x) - F(x) = (^) M(X. -X =>tim F(x) = F(x,

x->X,

perci (^) Fe.continua n X, e (^) per Parbitratietais O Sia (^) x.xI,reafico the him^ F(X.the-F(x.> PENizone n -+^0 MOSTROche e'< (^) di (^) qualcosa ohe (^) ->

per x->X.

F(X+ h) -^ F(x)^

  • f(x) = *f(xis e'una I
L =>

h(f(x)(X,th

  • x)) x, th = (f(t)dt

(ct)dt)

f(x))=*,

f(x)

h

= f(x.)

St a- S xdt = seego una h adequata

I

continua in x,

significa che f(x)^ -f(x.) R F(x) = (Ct)ct xotI = D F(x)= f(x) oss Data^ f: (^) I->R, I intervaleo (^) diR, seFeG Sono due^ primitive dif, aeloza: F - G = 2*cotante difalti: Oe'fa dezivata odi (^) una (^) costante (I- G)' = F1 - 6 = F- F =^0 =>F-ce' (^) definita on I intervallo ed (^) e'costante TEOReMA di TORRiCELLi F: (^) I->IR. f continua be d:I-PIR^ e'una (^) primitiva (d'=f), date^ abel: D I f(t)dt^ = d(b)

  • d(a) a

INTEGRALI GENERALIZZAT I (^) intervalloai^ IR, f: (^) I-R, feocalmente integrable.

Ipus' esece^ di tee^ tupi: · Ja,b] · [a,bI · Ja, bI

DEF

I dia (^) a,beIR, acbE (^) to F: (^) Ia,bE ->R

conf eocaemente

integrableC

5)dice the fe' INTEGRABICE IN SENT GENERALIZZATO

on [a,bt rxexote^ FINiTO

M-pvaloze (^) big lim Jaf(t)dti = M -^ xb^ (f(x)dx epft1, +^0

  • P(R f(x) = y Non^ e'integr · O 1 dx

x)"dx = [enxTM = diverge = en (^) M-On 1 x^ +^ c

I M^ - x

NB Non^ e'un

integrable

di Reimann

= (^) o

Go'accade of no^ intervale

funzone

limitata

esf(x) =

\

jz+dx^

1 +^ x

(^5) Fxdx

[actg

x

J = axctgM

  • arct go

arctgM-b *e

M -^ DO

5 x2ax = f+x

j-x =

  • P

Taectg].+[arctgJc^

argx

axctg(

p)

  • (^) & acctgM-arg acctgM
  • dectg( - P) - axctgM
+ I

P ->^ B 2 -> I

M - y

DEF I.^ BiabtR.-OCacb, F:^ ja,bJ-PR A (^) localmente integrabite; oi^ dice^ the^ 80' INTEGRABIE

IN BENSO GENERALZZATO On^ Ja,b], re existe^ FINITO

it limite

lin I

f(x)dx =^ = f

b

f(x)dx

2 - xad

valoze picolo

Ch

esempio f.R->R f(x) = exjbex = 1 90exdx = [exy = 1 - e33b -

c

③ 1 quindi f.ex=

DEF (^) -0 exxc

I 5 dx= jexdx

Se xdx

  • s ~^ I L
  • I trimto Ide-dx=1+aim--e-xr M -> (^) c^ O
  • 1 + lim1 -e-M^ =^1

M->^0 - O

f(x) g(x)EXπ dopo un^

cento

numezs I

  • Che fg quind I

a seconda^ di^ cosa

+b

6F

(^5) TNRfa q (^) converge

on

#^ CONFRONIO^ AriNIDDiCS Fg: Ja, (^) +0t-pIR; feg eocalmente integrabili dello stess^ vegno. Se

+ 20 nanno

per x-pa^ G

stess

per x-xo^ Egy^

a e Sa caraltere 1.j5 (^) + x+19x^ e'Temple positiva^ e^ in^ a^ vate^ A, quindi e'estzemo^ disinised^ non mida' (^) pesblemi. x=x +1-aPeRx^

  • oc +C

CONCERGE PER 12

· cowcoerce

(x+

CRit.dee CONFRONCs

I ASNCODiCD.

PS-f

invece e'^ un

integrate

di Reinmann

O o none'net^ dominio, ma^ controll c.f

pen(1 + x) (^) come eat or

composta di^ vicino.

x

See' un limite finto^

postoignocate ie (^) problema.

tim

en(1+x)

= +O

dev (^) spezzare

x->^ Ot x^ 3e

-en(1 +^ x) (^) en(1+ (^) x) ↓ Jo x 32

dX

x 3/

~ 3 =

xa

So

converse -

(*^

CONCERGE

xc

CONUERGENEA (^) ABSOLUTA DEF I^ intervallo^ di^ IR, F:^ I->IR, f^ localmente integrable, 5.dice che e' (^) ABOSWIAMENTE INEECRABICE

in senso

generate

be a

funzione x (^) -If(xle' integrable in^ senso^ gen.

cive'

& Ifcxl (^) concernorge

I

TEOREMA Fadlitamente (^) if (^) integrable integrabite

in zenso

gen dim UXE^ I o (f(x)^

  • f(x)=21f(x))pepoter =>per it criterio^ del confronts |f(x))^
  • f(x)e)

i.5.6.

d'aetza (^) parte f(x) =^ 1f(x))^ -^ [(f(x))^ -^ f(x)) =>e'la (^) Somma dif150= (^) Coe'anche

f(x) F

oso Ci^

zonofunzioni integrabili^

in sense

genezate

ma non^ absolutamente

esempio f(x) =

*enx

g(x) =c05X x 2 x 2 Le due^ funzioni sonointed

in senso

gen. On

[a, +Bt^ cow^ a^ -0e6s0^ ma^ song

asspeutamente

integrabier

beesoto be^ 8>

· (^) 5x I (^) A faccio^ unc sen (^) x( 1 =^

-time

be due f eg converg

=D

↓tuxzdx gomezge> asotutamente^ e

anche hotmalmente