INTEGRALES DE RIEMANN

Documentos relacionados
Sucesiones de números reales

6. Sucesiones y Series numéricas Sucesiones numéricas DEFINICIONES

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS 4º ESO CURSO 1 /1

IES IGNACIO ALDECOA 1 AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS 4º ESO CURSO 10/11

Límite y Continuidad de Funciones.

TEMA 25 (Oposiciones de Matemáticas)

Tema 8 Límite de Funciones. Continuidad

LOS NUMEROS REALES. Conjunto no vacío designado como R y denominado conjunto de los números reales. En

Negativos: 3, 2, 1 = 22. ab/c 11 Æ 18

Ingeniería Industrial. Curso Departamento de Matemática Aplicada II. Universidad de Sevilla. Lección 5. Series.

La integral doble sobre rectángulos

El tema de este capítulo es el estudio de las sucesiones de números reales. Una sucesión no es más que un conjunto ordenado de números.

( ) = 1= + + ( ) + + lim 3x 5 = lim 3x lim5 = lim3 lim x lim5 = = 12 5 = 7

SUCESIONES Y SERIES DE FUNCIONES

SERIES NUMÉRICAS. SECCIONES A. Series de términos no negativos. B. Ejercicios propuestos.

TEMA 26 DERIVADA DE UNA FUNCIÓN EN UN PUNTO. FUNCIÓN DERIVADA. DERIVADAS SUCESIVAS. APLICACIONES.

Funciones Medibles e Integración

INTRODUCCIÓN A LAS ECUACIONES DIFERENCIALES ORDINARIAS

3. Volumen de un sólido.

Problemas de Sucesiones

Cálculo de límites Criterio de Stolz. Tema 8

CÁLCULO DIFERENCIAL. 1.- Estudia la continuidad de las siguientes funciones:

6. Sucesiones y Series numéricas Series numéricas DEFINICIONES Y PROPIEDADES

Series Numéricas. Una forma de definir e es a través de la suma: ! + 1 1! + 1 2! + 1 3! + 1 4! n. cuyo límite es e, es decir:

SUCESIONES DE NÚMEROS REALES. PROGRESIONES

PRIMERA SESIÓN. l. Se considera la sucesión de números reales definida por la relación de recurrenc1a: U n+l = a Un + ~ U n-1, con n > O

PROGRESIONES ARITMETICAS

Aplicaciones del cálculo integral vectorial a la física

(finitas o infinitas)

- Fernando Sánchez - Departamento de Matemáticas - Universidad de Extremadura. Sucesiones y series de números reales 1. Sucesiones de números reales

Elementos de Análisis Matemático

Técnicas para problemas de desigualdades

Series de potencias. Desarrollos en serie de Taylor

FUNCIONES. ( a) IGUALDAD DE FUNCIONES Sí y son dos funciones, diremos que las funciones f y

1 Ejercicios Resueltos

SEMANA 01. CLASE 01. MARTES 04/10/16

LAS SERIES GEOMÉTRICAS Y SU TENDENCIA AL INFINITO

4 ALGEBRA DE BOOLE. 4.1 Introducción. 4.2 Axiomas. (a) a + b = b + a (b) a b = b a. (a) a + (b c) = (a + b) (a + c) (b) a (b + c) = a.

Funciones de variable compleja

1 Sucesiones. Ejemplos. a n = n a n = n! a n = n n. a n = p n. a n = 2n3 + n n a n = ln(n)

Probabilidad FENÓMENOS ALEATORIOS

MATE1214 -Calculo Integral Parcial -3

Sucesiones. Se denomina sucesión a una función cuyo dominio es el conjunto de los números naturales.

DERIVADA DE FUNCIONES DEL TIPO f ( x) c, donde c es una constante, la derivada de esta función es siempre cero, es decir:

TEMA IV. 1. Series Numéricas

LAS SUCESIONES Y SU TENDENCIA AL INFINITO

R. Urbán Ruiz (notas de clase)

Tema 6. Sucesiones y Series. Teorema de Taylor

Sistemas de Ecuaciones Lineales. M. en I. Gerardo Avilés Rosas

Ejemplo: 0+0i y -3+0i representan los números reales 0 y 3 respectivamente. Si a=0 se considera un número imaginario puro a 0+bi

Sobrantes de 2004 (Septiembre Modelo 3) Soluciones Germán-Jesús Rubio Luna OPCIÓN A

Tema 5 Series numéricas

Alguas fucioes y sumatorias G M Lua: \Aalisis y dise~o de algoritmos" 3 Poliomios E ua variable: p() = m i=0 a i i m es el grado del a 0

1. Sucesiones y series numéricas

MATEMÁTICAS PARA LOS GRADOS EN ECONOMÍA Y EMPRESA. Cálculo Diferencial Ejercicios y Problemas resueltos

Fórmula de Taylor. Si f es continua en [a,x] y derivable en (a,x), existe c (a,x) tal que f(x) f(a) f '(c) = f(x) = f(a) + f '(c)(x a)

PRÁCTICAS DE ANÁLISIS DE UNA VARIABLE

Definición de límite de una función. Unicidad del límite. Límite por sucesiones

Resolución de ecuaciones no lineales

Tema 4 Sucesiones numéricas

Escuela Pública Experimental Desconcentrada Nº3 Dr. Carlos Juan Rodríguez Matemática 3º Año Ciclo Básico de Secundaria Teoría Nº 1 Primer Trimestre

CAPÍTULO XIII. SUCESIONES

Combinatoria y definiciones básicas de probabilidad

CLAVES DE CORRECCIÓN GUÍA DE EJERCITACIÓN FACTORES Y PRODUCTOS PREGUNTA ALTERNATIVA Nivel

Convergencia absoluta y series alternadas

INTERÉS SIMPLE COMO FUNCIÓN LINEAL.

ECUACIONES DIFERENCIALES Problemas de Valor Frontera

Los vectores desempeñan un papel importante en Matemáticas, Física e Ingeniería y actualmente en materias como procesamiento de imágenes.

a 1, a 2, a 3, a 4,..., a n,... La sucesión {a 1, a 2, a 3,...}también se denota mediante a n n 1 a n 1 n n 1 a n sn 3, n 3 a n cos n 3, 4 125, 6

8. INTERVALOS DE CONFIANZA

Matemáticas 1 1 EJERCICIOS RESUELTOS: Funciones de una variable. Elena Álvarez Sáiz. Dpto. Matemática Aplicada y C. Computación

Capítulo 2. Operadores

Medidas de Tendencia Central

IES Fco Ayala de Granada Sobrantes de 2004 (Modelo 4) Solución Germán-Jesús Rubio Luna OPCIÓN A

con operacion inversa la resta (suma de opuestos) y una operacion producto escalar, que no es interna,

5. Aproximación de funciones: polinomios de Taylor y teorema de Taylor.

Mó duló 21: Sumatória

Cálculo de límites Sumas, productos y cocientes. Tema 3

Qué es la estadística?

UNEFA C.I.N.U. Matemáticas

PALABRAS CLAVES: Cadena de Markov, Martingala y Valores propios.

Olimpiadas Matem aticas, U. de A.

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS APLICACIONES.

EJERCICIOS DE ANÁLISIS FUNCIONAL (Asignatura VCAF) HOJA 2

EJERCICIO S DE FUNCIO NES. i)f(x)= 3 2. k)f(x)= )

2.- ESPACIOS VECTORIALES. MATRICES.

Una serie de potencias puede ser interpretada como una función de x. f(x) = n=0

IES Fco Ayala de Granada Sobrantes de 2002 (Modelo 1) Solución Germán-Jesús Rubio Luna

Si la razón es q, y el primer termino es a, la progresión se escribe. POR LO TANTO EL ENÉSIMO TÉRMINO DE UNA P.G SE DETERMINA A PARTIR DE:

UNA APLICACIÓN ACÚSTICA DE LAS FUNCIONES DE BESSEL DE ORDEN ENTERO Y DE PRIMERA ESPECIE.

TEOREMA DE PITAGORAS

SOLUCIÓN EXAMEN I PARTE II

INECUACIONES. Ejemplo: La desigualdad 2x+l>x+5, es una inecuación por que tiene una incógnita "x" que se verifica para valores mayores que 4.

Problemas de Estimación de Una y Dos Muestras. UCR ECCI CI-1352 Probabilidad y Esradística Prof. M.Sc. Kryscia Daviana Ramírez Benavides

Objetivos partir de su. nte de una función, Relacionar ASÍN CON CLA 11.4.

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS Mate1203 Cálculo Diferencial Parcial 3 (27/10/2010)

CAPÍTULO V. SUCESIONES Y SERIES

2 CARTAS DE CONTROL POR ATRIBUTOS

Importancia de las medidas de tendencia central.

CÁLCULO DE PROBABILIDADES :

Transcripción:

NOTAS PARA LOS ALUMNOS DE ANALISIS MATEMATICO III INTEGRALES DE RIEMANN Ig. Jua Sacerdoti Departameto de Matemática Facultad de Igeiería Uiversidad de Bueos Aires 00

INDICE.- INTEGRAL..- INTRODUCCIÓN..- DIFERENTES TIPOS DE INTEGRALES.3.- INTEGRAL DE CAUCHY.4.- INTEGRAL DE CAUCHY II.5.- INTEGRAL DE RIEMANN

.- INTEGRAL..- INTRODUCCIÓN Es cocepto itegral, es uo de los desarrollos básicos del Aálisis Matemático. Sus orígees se remota al tiempo de los griegos para resolver problemas aislados de cálculo de áreas y volúmees. La evolució de la itegral pasa por ANTINOFONTE ( 430 AC Area del círculo) EUDOXO ( 409-356 AC Volume de la pirámide y del coo) EUCLIDES ( Aprox 300 AC Elemetos: Recopilació de cálculos de Areas y Volúmees) ARQUIMEDES ( 87- AC Area de la parábola). KEPLER (57-640 DC Volume de toeles) GALILEO ( -638 DC Itegració para la ley de caída de los cuerpos). CAVALIERI (59-647 DC Volume de toeles). La itegral es u úmero que e su esecia es ua suma al límite. Es u cocepto aterior al de derivada. Cuado ésta se desarrolló (circa 700) permitió avazar e el cálculo de Itegrales por medio de primitivas (Regla de Barrow) que por supuesto o es el úico método...- DIFERENTES TIPOS DE INTEGRAL La defiició de Itegral ha sufrido modificacioes y perfeccioamietos sucesivas para ampliar sus aplicacioes. A las distitas defiicioes se las llamará: I. Cauchy I. Cauchy II I. Riema I. Lebesgue cada ua de las cuales icluye como caso particular a las otras, e orde sucesivo. Las Itegrales Impropias, objeto de este estudio e cuato a su defiició, existecia y cálculo, so u caso particular de la Itegral de Lebesgue, y extesió de la Itegral de Riema.

Se tratará a cotiuació las defiicioes de itegral de Cauchy (I y II) y de Riema..3.- INTEGRAL DE CAUCHY (IC) La itegral de Cauchy (IC) es u úmero real que se obtiee a partir de las hipótesis de que la fució f es cotiua sobre u itervalo acotado [a,b] Para defiir el úmero real que la IC se toma ua partició del itervalo [a,b]: a = x < x < x 3 <...< x k <x k+ <...< x < x + = b y e cada uo de los elemetos de la partició se elige u puto itermedio ξ k. La itegral de Cauchy se defie como el límite de la sumatoria del área de los rectágulos f(ξ k ) x k cuado el máximo x k 0 Def. Itegral de Cauchy H H d(a,b)<m f C/[a,b] b aic f(x) dx := lim max x 0 k f(ξ k ) x k Obs: Si se desea idicar la variable x la itegral se escribe: b aic f := b aic f(x) dx pero, ótese que la itegral o depede de la variable x i tampoco de la diferecial dx. La otació clásica co dx sugiere el cálculo de itegrales por la Regla de Barrow por Primitivas, que o se puede usar e todos los casos. No olvidar que la Itegral es u úmero que se obtiee por ua suma al límite.

Para que la defiició de la Itegral de Cauchy tega setido, debe asegurarse la existecia del límite de la sumatoria que la defie. Ello se demuestra a partir de la cotiuidad de la fució sobre u itervalo acotado. T.- H d(a,b)<m H f C/[a,b] lim max x 0 k f(ξ k ) x k D.- Llamado M k, m k a los extremos superior e iferior de f e el itervalo x k, x k+ estos siempre existe por la cotiuidad de f e u itervalo acotado: f C/[a,b] M k := sup f/[x k x k+ ] m k := if f/[x k x k+ ] Se acota etoces: s 0 := m k f(ξ k ) M k m k x k f(ξ k ) x k M k x k =: S 0 Tomado ua ueva partició que subdivida la aterior: e cada subitervalo existe uevos extremos que cumple m k m k f(ξ k ) M k M k etoces resulta s 0 := s := m k x k f(ξ k ) x k m k x k f(ξ k ) x k M k x k =: S 0 M k x k =: S repitiedo el proceso co particioes sucesivas se puede formar dos sucesioes s p y S p s p :=......... m (p) k (p) x k f(ξ (p) k) (p) x k M (p) k (p) x k =: S p

Las dos sucesioes cumple s 0 s... s p s p+ S p+ S p... S S 0 Es decir s p es moótoa o decreciete, acotada superiormete por S 0 y S p es moótoa o creciete, acotada iferiormete por s 0 Por el teorema de Weierstrass ambas tiee límite s p S p s p + p + S Ambos límites so iguales porque S p s p = ( M (p) k - m (p) k ) (p) x k Ua fució cotiua sobre u itervalo acotado cumple f C/[a,b] M (p) k - m (p) k < ε Por lo tato S p s p = ( M (p) k - m (p) k ) (p) x k < S = s Lo cual lleva a que los dos límites so iguales ε (p) x k = ε (b-a) Y por lo tato las sucesioes S p y s p defie u úmero real que es S = s. De esto se deduce que por la acotació s p := m (p) k (p) x k f(ξ (p) k) (p) x k M (p) k (p) x k =: S p existe el límite de la sumatoria lim max xk 0 f(ξ k ) x k = s = S úmero real que defie a la Itegral de Cauchy.

.4.- INTEGRAL DE CAUCHY II La itegral de Cauchy se extiede fácilmete para el caso de fucioes cotiuas por partes. Dada ua fució real f se dice que es cotiua por partes o por tramos sobre u itervalo [a b] cuado tiee ua catidad fiitas de discotiuidades de salto fiito Def. Fució Cotiua por partes f: [a b] R x f(x) f C/ [a b] - {si } f CP/ [a b] := + f(x ), f(x ) i <.. > f(x + ) - f(x ) < M La Itegral para este tipo de fucioes se defie como la suma fiita de itegrales de Cauchy del tipo I. Def. H H Itegral de Cauchy II para fucioes Cotiuas por partes. d(a,b)<m f CP/[a,b] b aic f(x) dx := d i + di IC i= f(x) dx

.5.- INTEGRAL DE RIEMANN Ua ueva extesió del cocepto de itegral se obtiee ampliado la hipótesis geeral al caso de fucioes acotadas, mateiedo el itervalo fiito (acotado). Co la acotació de la fució puede reproducirse el proceso realizado e la demostració de la existecia de la IC salvo el caso que o pueda asegurarse que s = S. Partiedo de: H d(a,b) < M H f < M Se vuelve a reproducir el aálisis hecho para demostrar la existecia de IC Se toma ua partició del itervalo [a,b]: a = x < x < x 3 <...< x k <x k+ <...< x < x + = b Llamado M k, m k a los extremos superior e iferior de f e el itervalo x k, x k+ estos siempre existe por la acotació de f e [a b] f < M M k := sup f/[x k x k+ ] m k := if f/[x k x k+ ] Se acota etoces: s 0 := m k M k m k x k M k x k =: S 0 Tomado ua ueva partició que subdivida la aterior: e cada subitervalo existe uevos extremos que cumple m k m k M k M k etoces resulta

s 0 := s := m k x k m k x k M k x k =: S 0 M k x k =: S repitiedo el proceso co particioes sucesivas se puede formar dos sucesioes s p y S p s p :=...... m (p) k (p) x k M (p) k (p) x k =: S p Las dos sucesioes cumple s 0 s... s p s p+ S p+ S p... S S 0 Es decir s p es moótoa o decreciete, acotada superiormete por S 0 y S p es moótoa o creciete, acotada iferiormete por s 0 Por el teorema de Weierstrass ambas tiee límite s p S p p + p + s S Aquí o se puede probar que los dos limites s y S sea iguales: pero como p S p s p 0 solamete se puede asegurar: s S Etoces e el caso que se cumpla la Igualdad Itegral de Riema s = S existe u úmero real que es por defiició la Def. Itegral de Riema H d(a,b) < M H f < M H 3 s = S b air f(x) dx := s = S

Obs.: Los valores s y S se llama Itegrales de Darboux iferior y superior respectivamete y se simboliza como: b aidi f(x) dx := s b aids f(x) dx := S Las itegrales de Darboux siempre existe. Etoces la Itegral de Riema existe cuado ambas Itegrales de Darboux so iguales. Es obvio a partir del aálisis del desarrollo hecho para la de IR que las fucioes itegrables segú la defiició de Cauchy (f C) y segú Cauchy II (f CP) tambié so IR. Alguos ejemplos de aálisis de IR so: Ejemplo. U ejemplo de ua fució co ifiitas discotiuidades (f CP) y que es itegrable segú Riema: f: [0 ] R x + x ] + ] N b air f = + i=0 (+ ) ( + ) = + i=0 (+ ) + = + i=0 + = + 3 = 3 5 Este es u ejemplo dode la itegral se calcula si hacer uso del cocepto de derivada, lo cual cofirma la idepedecia de los coceptos.

Ejemplo. U ejemplo dode o existe IR. La fució se llama de Dirichlet: Dirichlet: [0 ] R x 0 x Q x Q La fució de Dirichlet ( que e realidad o puede represetarse ) tiee, cualquiera sea la partició que se tome: s p := m (p) k = 0 M (p) m (p) k (p) x k = 0 S p := M (p) k x Por lo tato: s = 0 S = Las itegrales de Darboux que siempre existe so distitas y por lo tato o existe la Itegral de Riema.