Integrales de Darboux con partición bisecada

llamemos a b ¯ F ( X ) d X la integral superior de Darboux de F y a b _ F ( X ) d X el inferior

Construyamos una partición de [ a , b ] en 2 norte intervalos [ X k 1 , X k ] definido por X k = a + k ( b a ) / 2 norte y las correspondientes sumas de Darboux

Δ norte = b a 2 norte k = 1 2 norte sorber X [ X k 1 , X k ] F ( X ) , d norte = b a 2 norte k = 1 2 norte inf X [ X k 1 , X k ] F ( X )

Veo, tomando las definiciones de sorber y inf , y el hecho de que tales particiones son subconjuntos de todas las particiones de [ a , b ] en muchos intervalos cerrados numerables, en cuenta, que

límite norte Δ norte a b ¯ F ( X ) d X , límite norte d norte a b _ F ( X ) d X
Además, en el caso de que, si las dos integrales de Darboux coinciden, es decir, si F es Riemann-Darboux integrable, también veo, siguiendo las técnicas estándar utilizadas para probar que a b ¯ F ( X ) d X = a b _ F ( X ) d X si y solo si F es Cauchy integrable , que, en tal caso particular, la igualdad límite norte Δ norte = límite norte d norte = a b F ( X ) d X , dónde a b F ( X ) d X es la integral de Riemann-Darboux, o de Cauchy (es lo mismo), vale.

me pregunto si límite norte Δ norte = a b ¯ F ( X ) d X y límite norte d norte = a b _ F ( X ) d X mantener en general, y cómo se puede probar.

Les agradezco a todos por cualquier respuesta!

EDITAR 22 de marzo de 15: resultado más general aquí .

Respuestas (1)

Afirmar: límite norte d norte = _ a b F .

Denotamos por PAG una partición de [ a , b ] , por L ( F , PAG ) la suma de Darboux inferior de F o la partición PAG y por PAG norte la partición de [ a , b ] en 2 norte intervalos de igual longitud (de modo que d norte = L ( F , PAG norte ) .) La secuencia L ( F , PAG norte ) es acotado y creciente. Dejar I sea ​​su límite, y suponga que I < _ a b F . Entonces existe una partición PAG tal que I < L ( F , PAG ) _ a b F . Dejar PAG norte Sea la partición formada con los puntos de PAG norte y PAG . Deja también METRO ser un límite de | F | y k el número de puntos en PAG . L ( F , PAG norte ) y L ( F , PAG norte ) difieren en los intervalos de PAG norte que contienen puntos de PAG . Entonces

0 < L ( F , PAG norte ) L ( F , PAG norte ) 2 METRO k 2 norte ,
De donde
L ( F , PAG norte ) L ( F , PAG norte ) 2 METRO k 2 norte L ( F , PAG ) 2 METRO k 2 norte .
Tomando los límites como norte obtenemos I L ( F , PAG ) , una contradicción.

Que hermosa prueba. Del mismo modo, si límite norte Δ norte > a b ¯ , entonces existiría una partición tal que límite norte Δ norte > tu ( F , PAG ) y tu ( F , PAG norte ) tu ( F , PAG ) + 2 METRO k 2 norte , lo que conduciría a la contradicción análoga. También me doy cuenta de que todo lo que se ha dicho también es válido para las particiones en intervalos de medida. k norte para cualquier k norte { 0 , 1 } . Muy interesante. ¡Le agradezco de todo corazón, gentilísimo Profesor!