ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 3: Το Θεώρημα του Lebesgue. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Σχετικά έγγραφα
ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 2: Ορισμός του ολοκληρώματος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 5: Το Θεώρημα του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 10

Λογισμός 4. Ενότητα 4: Ιδιότητες του Ολοκληρώματος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 6: Εφαρμογές του Fubini. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 12

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 15

Λογισμός 4 Ενότητα 11

Λογισμός 4. Ενότητα 9: Παραδείγματα από άλλες αλλαγές. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 4 Ενότητα 17

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Λογισμός 3. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 5:Θεώρημα ακραίων τιμών και θεώρημα ενδιάμεσων τιμών- Ομοιόμορφη συνέχεια. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 17: Απόδειξη Θεωρήματος Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 4 Ενότητα 16

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 13: Τύπος του Taylor. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 4 Ενότητα 19

Λογισμός 3. Ενότητα 1: Τοπολογία των Ευκλείδειων χώρων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 4 Ενότητα 13

Λογισμός 4 Ενότητα 18

Λογισμός 4 Ενότητα 14

Λογισμός 3. Ενότητα 8: Ιδιότητες της κλίσης, Κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 4:Συνέχεια διανυσματικών συναρτήσεων-ιδιότητες της συνέχειας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 10: Παραγώγιση Διανυσματικών Συναρτήσεων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 16: Θεώρημα Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 11: Κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 7: Κλίση και παράγωγος. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 4. Ενότητα 8: Αλλαγή μεταβλητών. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 14: Τοπικά ακρότατα. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 9: Ιδιότητες της κλίσης. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Λογισμός 3. Ενότητα 12:Οι κλασικοί μετασχηματισμοί και ο κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 6: Μερικές παράγωγοι. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Θέματα Αρμονικής Ανάλυσης

Ιστορία της μετάφρασης

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Λογισμός 3. Ενότητα 3: Όρια και συνέχεια συναρτήσεων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΑΝΟΙΚΤΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Γενικά Μαθηματικά Ι Ενότητα 11 : Ακολουθίες και Σειρές Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Παράκτια Τεχνικά Έργα

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Λογισμός 3. Ενότητα 15: Τοπικά ακρότατα υπό συνθήκες. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 16: Ολοκλήρωση Τριγωνομετρικών Συναρτήσεων, Γενικευμένα Ολοκληρώματα Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 7: Μορφές αγοράς και συγκέντρωση των ΜΜΕ

Ιστορία της μετάφρασης

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 6: Ακρότατα Συνάρτησης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Οικονομετρία. Εξειδίκευση του υποδείγματος. Μορφή της συνάρτησης: Πολυωνυμική, αντίστροφη και αλληλεπίδραση μεταβλητών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 5: Παράγωγος Πεπλεγμένης Συνάρτησης, Κατασκευή Διαφορικής Εξίσωσης. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 8: Εφαρμογές Σειρών Taylor. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Θέματα Αρμονικής Ανάλυσης

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 14: Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες, Ολοκλήρωση Ρητών Συναρτήσεων Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 1: Συναρτήσεις και Γραφικές Παραστάσεις. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Γεωργική Εκπαίδευση Ενότητα 9

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Αξιολόγηση μεταφράσεων ιταλικής ελληνικής γλώσσας

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 19: Υπολογισμός Εμβαδού και Όγκου Από Περιστροφή (2 ο Μέρος) Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Θεωρία μέτρου και ολοκλήρωσης

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 7: Σειρές Taylor, Maclaurin. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Διοικητική Λογιστική

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Διπλωματική Ιστορία Ενότητα 2η:

Επιμέλεια μεταφράσεων και εκδοτικός χώρος

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Στρατηγικό Μάρκετινγκ

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Οδοποιία IΙ. Ενότητα 14: Υπόδειγμα σύνταξης τευχών θέματος Οδοποιίας. Γεώργιος Μίντσης ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Φ 619 Προβλήματα Βιοηθικής

Οικονομετρία. Πολλαπλή Παλινδρόμηση. Στατιστικός έλεγχος γραμμικού συνδυασμού συντελεστών. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης

Οικονομία των ΜΜΕ. Ενότητα 9: Εταιρική διασπορά και στρατηγικές τιμολόγησης

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Συμπεριφορά Καταναλωτή

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Ενότητα 3: Το Θεώρημα του Lebesgue. Μιχ. Γ. Μαριάς

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Περιεχόμενα ενότητας 1. Σύνολα μηδενικού μέτρου. 2. Το Θεώρημα του Lebesgue. 4

Σκοποί ενότητας Στην ενότητα αυτή θα αποδείξουμε το θεώρημα του Lebesgue που προσδιορίζει επακριβώς την κλάση των ολοκληρωσίμων κατά Riemann συναρτήσεων. 5

Σύνολα μηδενικού μέτρου (1) Πρίν όμως χρειαζόμαστε τα σύνολα μηδενικού μέτρου. Σύνολα μηδενικού μέτρου Θυμίζουμε πρώτα ότι μια οικογένεια συνόλων A 1, A 2, είναι μια κάλυψη του συνόλου A R n, αν A k=1 Ορισμός Ένα σύνολο A R n είναι μηδενικού μέτρου αν για κάθε ε > 0, υπάρχει μια κάλυψη S 1, S 2, από ορθογώνια τ.ω. k=1 S k Γράφουμε Α = 0. (Δες Σχήμα 1) A k. ε. 6

Σύνολα μηδενικού μέτρου (2) Σχήμα 1 7

Σύνολα μηδενικού μέτρου (3) Παράδειγμα 1: Ένα αριθμήσιμο σύνολο A = a 1, a 2, R n είναι μέτρου μηδέν. Πράγματι, για κάθε ε > 0, μπορούμε να καλύψουμε το Α με ορθογώνια S k με κέντρο το a k και όγκο ε 2 k, οπότε ε 1 Sk = = ε = ε. k=1 Άμεση συνέπεια είναι το 2 k k=1 2 k k=1 Παράδειγμα 2: Ένα πεπερασμένο σύνολο είναι μέτρου μηδέν. 8

Σύνολα μηδενικού μέτρου (4) Με τον ίδιο περίπου τρόπο, μπορούμε να δείξουμε την Πρόταση 1: Κάθε αριθμήσιμη ένωση συνόλων μέτρου μηδέν, είναι μέτρου μηδέν. Απόδειξη: Πράγματι, ας είναι και A k A k=1 A k = 0, k = 1,2, Άρα, για κάθε ε > 0 και για κάθε k, έχουμε μια κάλυψη S 1 k, S 2 k, του A k που ικανοποιεί j=1 S k j ε 2 k. 9

Σύνολα μηδενικού μέτρου (5) Τώρα, τα σύνολα S j k είναι προφανώς μια αριθμήσιμη κάλυψη του Α που ικανοποιεί j ε S k = ε, δηλαδή το Α είναι μέτρου μηδέν. k j 2 k k 1 Παρατήρηση 1: Αν το Β είναι υποσύνολο ενός συνόλου Α μέτρου μηδέν, τότε και το Β είναι μέτρου μηδέν, αφού κάθε κάλυψη του Α είναι και κάλυψη του Β. 10

Σύνολα μηδενικού μέτρου (6) Μια άλλη σημαντική κλάση συνόλων μηδενικού μέτρου είναι η ακόλουθη: Παρατήρηση 2: Ένα σύνολο Α R n διάστασης n 1 είναι μηδενικού μέτρου. Αν π.χ. το α είναι πεπερασμένο ευθύγραμμο τμήμα του R 2, τότε, λόγω συμπάγειας, μπορούμε να το καλύψουμε με ένα πεπερασμένο πλήθος ορθογωνίων S 1, S 2,, S k με πλευρές 1 και ε k. Άρα και συνεπώς j=1 S j S j = 1 ε k k ε k = ε. 11

Το Θεώρημα του Lebesgue (1) Όπως είπαμε ήδη, το θεώρημα του Lebesgue προσδιορίζει την κλάση των ολοκληρωσίμων κατά Riemann συναρτήσεων. Για την απόδειξη του χρειαζόμαστε την έννοια της αιώρησης μιας συνάρτησης την οποία και ορίζουμε αμέσως. Έστω B x, r = y: x y < r η μπάλα με κέντρο x και ακτίνα r. Θέτουμε M x, f, r = sup f y, m x, f, r = inf y B x,r y B x,r και Δ x, f, r = M x, f, r m x, f, r. f y 12

Το Θεώρημα του Lebesgue (2) Η αιώρηση ω f, x της f στο x είναι το όριο ω f, x = lim f, x, r. r 0 Βέβαια, πρέπει πρώτα να δείξουμε ότι το παραπάνω όριο υπάρχει. Παρατηρούμε λοιπόν ότι η διαφορά Δ x, f, r είναι θετική και φθίνει με την ακτίνα r, αφού για r r έχουμε M x, f, r M x, f, r, ενώ m x, f, r m x, f, r m x, f, r m x, f, r Συνεπώς, για r r, Δ x, f, r = M x, f, r m x, f, r M x, f, r m x, f, r = Δ x, f, r. 13

Το Θεώρημα του Lebesgue (3) Εφόσον λοιπόν η θετική Δ x, f, r φθίνει έχουμε Δ x, f, r 0. lim r 0 Η αιώρηση είναι το κριτήριο της συνέχειας της f. Πράγματι: Πρόταση 2: Η f είναι συνεχής στο x ανν ω(f, x) = 0. Απόδειξη: Αν η f είναι συνεχής στο x, τότε για κάθε ε > 0, υπάρχει r > 0 τ.ω. f x f y ε για κάθε y που ικανοποιεί x y r, δηλαδή για κάθε y B x, r. Άρα, f B x, r f x ε, f x + ε, 14

Το Θεώρημα του Lebesgue (4) δηλαδή και συνεπώς Άρα, Δ x, f, r = sup y B x,r και συνεπώς ω(f, x) = 0. diamf B x, r 2ε. = M x, f, r m x, f, r f y f y 2ε inf y B x,r Αντίστροφα τώρα. Αν ω(f, x) = 0, τότε Δ x, f, r = sup y B x,r f y δηλαδή diamf B x, r inf y B x,r ε f y ε, 15

Το Θεώρημα του Lebesgue (5) και συνεπώς f x f y ε, y B x, r. Θεώρημα 1: (Lebesgue) Έστω f: Π R φραγμένη. Η f είναι ολοκληρώσιμη ανν το σύνολο Β = x: f ασυνεχης στο x των ασυνεχειών της είναι μέτρου 0. Απόδειξη: Υποθέτουμε ότι το Β είναι μέτρου 0 και ας είναι ε > 0. Το Β, το οποίο στο Σχήμα 2 παριστάνεται με μία καμπύλη, μπορεί να καλυφθεί με ορθογώνια S j j N τ.ω. j N S j 1 16

Το Θεώρημα του Lebesgue (6) Σχήμα 2 17

Το Θεώρημα του Lebesgue (7) Τώρα, αν x Π Β, η f είναι συνεχής στο x. Συνεπώς μπορώ να βρώ ένα ορθογώνιο S x που περιέχει το x και ικανοποιεί M Sx f m Sx f ε. (2) Όμως, οι παραπάνω οικογένειες S j j N και S x x Π Β αποτελούν μια κάλυψη του συμπαγούς Π. Άρα υπάρχει μια πεπερασμένη κάλυψη του Π, ας πούμε η S j1,, S jk, S x1, S xl. Τέλος, ας είναι Δ μια διαμέριση του Π που τα ορθογώνια της περιέχονται στα ως άνω ορθογώνια. Από τις (1) και (2), έχουμε 18

Το Θεώρημα του Lebesgue (8) U Δ f L Δ f M Sjm f m Sjm f S jm m k + M Sxi f m Sxi f S xi i l = 2 sup x Π 2 sup x Π f x S jm δηλαδή η f είναι ολοκληρώσιμη. m k f x ε + ε Π, + ε S xi i l 19

Το Θεώρημα του Lebesgue (9) Αντίστροφα τώρα. Υποθέτουμε ότι η f είναι ολοκληρώσιμη και θέλουμε να δείξουμε ότι Β = 0. Για αυτό θα εκφράσουμε το Β χρησιμοποιώντας την αιώρηση της f. Έχουμε Β = x: f ασυνεχης στο x = B k, όπου k 1 B k = x: ω f, x 1 k. Αφού το Β εκφράστηκε σαν αριθμήσιμη ένωση των B k, αρκεί να δείξουμε ότι το μέτρο των B k είναι 0 για κάθε k. 20

Το Θεώρημα του Lebesgue (10) Ας είναι λοιπόν Δ μια διαμέριση του ορθογωνίου Π τ.ω. U Δ f L Δ f ε k. (3) Συμβολίζουμε με G την κλάση των ορθογωνίων της Δ που τέμνουν το B k. Έχουμε για κάθε S G, και συνεπώς B k S M S f m S f = sup y S f y inf y S 1 k. 21

Το Θεώρημα του Lebesgue (11) Άρα, M S f m S f S 1 k S. (4) S Τώρα, από την (3) έχουμε S S M S f m S f S M S f m S f S S Δ = U Δ f L Δ f ε. k 5 Από τις (4) και (5) συμπεραίνουμε ότι 22

Το Θεώρημα του Lebesgue (12) 1 k s S M S f m S f S S ε k. (6) και αφού τα ορθογώνια S που τέμνουν το B k το καλύπτουν κιόλας, έχουμε την (6) το ζητούμενο, δηλαδή B n S ε. s 23

Βιβλιογραφία 1. Γ. Γεωργανόπουλος, Ολοκληρωτικός Λογισμός Πολλών Μεταβλητών, Εκδόσεις Αδελφοί Κυριακίδη, Θεσσαλονίκη, 1995. 2. Τ. Χατζηαφράτης, Απειροστικός Λογισμός σε Πολλές Μεταβλητές, Αθήνα, 1996. 3. J. Marsden, A. Tromba, Διανυσματικός Λογισμός, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2000. 4. M. Spivac, Λογισμός σε Πολλαπλότητες, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 1994. 24

Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Μιχάλης Μαριάς. «. Ενότητα 3: Το Θεώρημα του Lebesgue». Έκδοση: 1.0. Θεσσαλονίκη 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://eclass.auth.gr/courses/ocrs437/

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά - Παρόμοια Διανομή [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: Αναστασία Γ. Γρηγοριάδου Θεσσαλονίκη, Εαρινό εξάμηνο 2014-2015