Докажем это (геометр.):{факт:
если непрерывная функция в некоторой точке > 0 окрестность где функция > 0}. Пусть выполнены
условия теоремы, для опр-сти
существует окрестность, где
,
где
окрестности
{квадрат,
пусть сторона
}.
фиксируем,
а
меняем по прямой параллельной оси, т.к.
, т.е. функция растёт
существует окрестность где
(сверху).
Поэтому выбираем наименьший интервал, чтобы выпол.
(сверху),
(снизу).А вот теперь рассмотрим функцию, не
проходящую через
т.к на концах F
принимает разные знаки и непрерывна
существует
точка такая, что
поэтому существует
б) m=1, n – любое число.
Справедливо для любой диф.
функции , где
,
, т.е
- при
, тогда
. Тогда
, т.е.
,
т.к.
- непрерывна,
,
заменим
частн. произв.
-
непрерывна.
2) m=1, n –
любое
частная производная непрерывна.
3) общий случай: m и n –
любые числа (целые). По методу мат. индукции: (по числу m) .
Пусть справедливо для . Запишем матрицу Якоби:
в точке
.
Якобиан в точке
- определитель. Рассмотри
последнюю строку: по крайне мере одно число
. Пусть
последнее число
. Тогда рассмотрим
:
, а
.
по
свойству.
- частная производная по
отлична от 0. Тогда эта функция
удовлетворяет условия теоремы m=1 и n=m-1+n. Тогда существует неявная функция
,
,
- имеет непрерывные частные производные.
Посчитаем их:
, т.к. производная от 0 равна0.
Строим функции
, которые зависят от
. В итоге :
. Теперь нужно проверить условие о неявной
функции. Всё кроме того, что якобиан не равен нулю, понятно!
Докажем что якобиан для Ф . Запишем его:
в
точке
- надо доказать
Докажем, что якобиан не равен
0: , то
.
Подставим в
- диф-ние сложных
функций (
).Т.к.
продиф-ем
, где
Определитель матрицы не
меняется, если столбцы матрицы умножить на число и прибавить к другому столбцу.
Посл. Столбец и прибавим к первому
получим первый столбец матрицы Ф. Со
вторым - та же операция. Но, когда к первому столбцу приб. последний (умножен.
на
), то первый столбец
для элементов до (m-1) , т.к.
совпадает с , а последний элемент =0,т.к.
.
Тогда разлагается по последней строке
. Подставим , получим неявную функцию в
окрестности.
Теорема о равенстве двойного интеграла повторному
Теорема:
Если -
непрерывна на Е и функции
- непрерывна на
. Тогда существует
-
двойной интеграл по Е, и существует повторный интеграл
и
они равны, т.е
Доказательство: то, что
двойной интеграл существует, доказано (Е=К – компакт измеримый) существует
. Надо
доказать, что существует повторный интеграл, и он равен двойному.
Существование: - непрерывна, если
фиксируем х
- компакт
существует
- всякая непрерывная ограниченная функция.
Покажем, что
- интегрируема по Риманау. Для этого
покажем, что она непрерывна, т.к. любая непрерывная функция интегрируема по
Риману. Замена переменных:
,
меняется от 1 до 0.
-
получили. g – это непрерывная функция двух переменных, т.к.
, а
.
Рассмотрим разность: , ||g – непрерывна,
наш прямоугольник – компакт,
по теореме Кантора –
равномерно непрерывна|| т.е
, т.е функция
непрерывна при
. Всё, F(x) –
непрерывна
интегрируема по Риману
повторный интеграл существует.
Равенство интегралов: рассмотрим ,
- это всё непрерывные функции.
-
,
- выше (
), …
разбиваем
на k частей (
). Проведём прямые
параллельно OY через точки
получаем
разбиение
, Это разбиение
измеримо по Жордану,
.
-
площадь кусочка. Вводим
,
. Рассмотрим повторный интеграл:
{т.к.
для
}
.
(
,
- суммы Дарбу для
двойного интеграла). Т.к.
интегрируема по Риману,
то
,
и
. Ч.т.д.
Если несколько переменных аналогично:
и
т.д.
,
-
строго выпуклое множество. Тогда существует
.
Теорема Римана
Пусть ,
- непрерывная функция, тогда
и
{интеграл – сумма всех площадей. Они друг
друга «гасят» - в пределе – 0.}
Доказательство: Рассмотрим . По теореме Кантора
,
. Пусть
максимальное разбиение =
и
. Тогда
. Тогда
,
.
Тогда
. Т.е
, т.к
меняется независимо от m.
Теорема: пусть - непрерывная функция.
И выполнены условия: 1) функция
имеет обратную
. Обратная – единственная. 2) метрическое
пространство
является компактом. Тогда обратная функция
непрерывна на
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.