הבדלים בין גרסאות בדף "המשפט היסודי של החשבון האינטגרלי"
יהודה שמחה (שיחה | תרומות) |
יהודה שמחה (שיחה | תרומות) (←סעיף ב') |
||
שורה 30: | שורה 30: | ||
=== סעיף ב'=== | === סעיף ב'=== | ||
− | כאן מניחים ש- <math>f(t)</math> רציפה בנקודה <math>x_0\in[a,b]</math> כלשהי. אנחנו צריכים להוכיח כי <math>A'(x_0)</math> קיימת ושווה ל- <math>f(x_0)</math> . נחזור לפונקציה <math>A(x+\Delta x)-A(x)=\displaystyle\int\limits_x^{x+\Delta x}f(t)dt</math>. בעצם, אנחנו צריכים להוכיח כאן שכאשר <math>\Delta x\to 0</math> , מתקיים בהכרח: | + | כאן מניחים ש- <math>f(t)</math> רציפה בנקודה <math>x_0\in[a,b]</math> כלשהי. אנחנו צריכים להוכיח כי <math>A'(x_0)</math> קיימת ושווה ל- <math>f(x_0)</math> . נחזור לפונקציה <math>A(x+\Delta x)-A(x)=\displaystyle\int\limits_x^{x+\Delta x}f(t)dt</math> . בעצם, אנחנו צריכים להוכיח כאן שכאשר <math>\Delta x\to 0</math> , מתקיים בהכרח: |
<math>\frac{A(x_0+\Delta x)-A(x_0)}{\Delta x}=\frac1{\Delta x}\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}f(t)dt\to f(x_0)</math> | <math>\frac{A(x_0+\Delta x)-A(x_0)}{\Delta x}=\frac1{\Delta x}\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}f(t)dt\to f(x_0)</math> | ||
שורה 41: | שורה 41: | ||
כעת נראה כי הביטוי מתאפס: <math>\lim\limits_{\Delta x\to 0}\Bigg[\frac1{\Delta x}\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}[f(t)-f(x_0)]dt\Bigg]=0</math> | כעת נראה כי הביטוי מתאפס: <math>\lim\limits_{\Delta x\to 0}\Bigg[\frac1{\Delta x}\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}[f(t)-f(x_0)]dt\Bigg]=0</math> | ||
− | יהי <math>\epsilon>0</math>. כיון ש- <math>f</math> רציפה, קיים <math>\delta>0</math> כך שאם <math>|t-x_0|<\delta</math> אז <math>\Big|f(t)-f(x_0)\Big|<\epsilon</math> . כעת נניח <math>|\Delta x|<\delta</math> , לכן לכל t כזה: <math>|t-x_0|\le|\Delta x|<\delta</math> כך ש-<math>\Big|f(t)-f(x_0)\Big|<\epsilon</math> . | + | יהי <math>\epsilon>0</math> . כיון ש- <math>f</math> רציפה, קיים <math>\delta>0</math> כך שאם <math>|t-x_0|<\delta</math> אז <math>\Big|f(t)-f(x_0)\Big|<\epsilon</math> . כעת נניח <math>|\Delta x|<\delta</math> , לכן לכל t כזה: <math>|t-x_0|\le|\Delta x|<\delta</math> כך ש-<math>\Big|f(t)-f(x_0)\Big|<\epsilon</math> . |
מכאן ש- <math>\Bigg|\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}[f(t)-f(x_0)]dt\Bigg|\le\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}\Big|f(t)-f(x_0)\Big|dt< \displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}\epsilon\cdot dt</math> | מכאן ש- <math>\Bigg|\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}[f(t)-f(x_0)]dt\Bigg|\le\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}\Big|f(t)-f(x_0)\Big|dt< \displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}\epsilon\cdot dt</math> | ||
שורה 49: | שורה 49: | ||
<math>\Bigg|\frac1{\Delta x}\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}[f(t)-f(x_0)]dt\Bigg|<\frac{1}{|\Delta x|}\cdot\epsilon|\Delta x|=\epsilon</math> . | <math>\Bigg|\frac1{\Delta x}\displaystyle\int\limits_{x_0}^{x_0+\Delta x}[f(t)-f(x_0)]dt\Bigg|<\frac{1}{|\Delta x|}\cdot\epsilon|\Delta x|=\epsilon</math> . | ||
− | ולכן הגבול אכן שואף ל- <math>0</math>, מה שמעיד על כך שאגף ימין שואף ל- <math>f(x_0)</math> , ולכן, אגף שמאל גם שואף ל- <math>f(x_0)</math> , מכאן נובע <math>A'(x_0)=f(x_0)</math> . | + | ולכן הגבול אכן שואף ל- <math>0</math> , מה שמעיד על כך שאגף ימין שואף ל- <math>f(x_0)</math> , ולכן, אגף שמאל גם שואף ל- <math>f(x_0)</math> , מכאן נובע <math>A'(x_0)=f(x_0)</math> . |
<math>\blacksquare</math> | <math>\blacksquare</math> |
גרסה אחרונה מ־12:37, 4 בנובמבר 2016
תוכן עניינים
המשפט
תהי מוגדרת, חסומה ואינטגרבילית ב- . נגדיר גם: . אזי מתקיים:
א) רציפה.
ב) לכל שבו רציפה, גזירה ו- .
ג) אם רציפה בכל , ו- פונקציה קדומה של , מתקיימת נוסחת ניוטון-לייבניץ: .
הוכחה
סעיף א'
נקח כלשהו ו- "קטן" כך ש- . לפי הגדרה: ולכן
. נתון ש- חסומה, נגיד .
לכן מתקיים .
כעת נשאיף את , אגף ימין שואף ל-0 . לכן:
ומכך נובע ש:
ולכן מתקיים תנאי הרציפות,
.
סעיף ב'
כאן מניחים ש- רציפה בנקודה כלשהי. אנחנו צריכים להוכיח כי קיימת ושווה ל- . נחזור לפונקציה . בעצם, אנחנו צריכים להוכיח כאן שכאשר , מתקיים בהכרח:
טענה: נוכיח כי .
נעיר קודם כל כי מתקיים ע"פ סעיף 6 במשפט 1: ולכן .
כעת נראה כי הביטוי מתאפס:
יהי . כיון ש- רציפה, קיים כך שאם אז . כעת נניח , לכן לכל t כזה: כך ש- .
מכאן ש-
אבל ולכן
.
ולכן הגבול אכן שואף ל- , מה שמעיד על כך שאגף ימין שואף ל- , ולכן, אגף שמאל גם שואף ל- , מכאן נובע .
סעיף ג'
ידוע כי רציפה על כל , ולכן ע"פ סעיף ב', פונקציה קדומה של . נתון גם כי פונקציה קדומה של , ולכן ע"פ המשפט הראשון של אינפי 2 מתקיים עבור כלשהו.
לכן:
ולכן בסך הכל: .