Ejercicio del cuestionario

Ejercicio del cuestionario

de Santiago Maestre Calo -
Número de respuestas: 2

Hola, me gustaria saber porque la siguiente afirmación es falsaSi f es integrable en [a;b] entonces existen particiones P y Q de ese intervalo tao que s(f,P)=S(f,Q)

En respuesta a Santiago Maestre Calo

Re: Ejercicio del cuestionario

de Marcos Barrios -

Buenas

Primero, basta ver que el problema es equivalente a que una partición R cumpla que S^{*}(f,R) = S_{*}(f,R). Pues podemos tomar R = P \cup Q y en ese caso S_{*}(f,R) \geq S_{*}(f,P) = S^{*}(f,Q) \geq S^{*}(f,R) .

Que sea integrable es equivalente a que, dado un margen \epsilon exista una partición para la cual la suma superior y la suma inferior difiera menos de \epsilon. Proposición 25 de las notas.

Pero esto no quiere decir que necesariamente haya una particion para la cual la diferencia sea 0.

Dada una partición R=\{p_{0},...,p_{n}\}, por definicion la suma inferior y la suma superior es

\displaystyle S_{*}(f,R) = \sum_{i=0}^{n-1} \inf(f,[p_{i},p_{i+1}])(p_{i+1}-p_{i}),\,\,\,\, S^{*}(f,R) = \sum_{i=0}^{n-1} \sup(f,[p_{i},p_{i+1}])(p_{i+1}-p_{i}),

Esto quiere decir que

\displaystyle S^{*}(f,R) - S_{*}(f,R) = \sum_{i=0}^{n-1} (\sup(f,[p_{i},p_{i+1}]) - \inf(f,[p_{i},p_{i+1}]))(p_{i+1} - p_{1})

Como cada término de la suma es mayor o igual a 0, para que S^{*}(f,R) = S_{*}(f,R) se tiene que cumplir que cada sumando es igual a 0.

Es decir \sup(f,[p_{i},p_{i+1}]) - \inf(f,[p_{i},p_{i+1}]) = 0- Pero esto ocurre solo si f es constante en el intervalo [p_{i},p_{i+1}]

Si tomamos por ejemplo f(x) = x. Esta función es integrable (por ser monótona) pero la suma superior e inferior no van a ser iguales para ninguna partición (por ser estrictamente creciente) por lo que la afirmación que indica el problema es falsa

Saludos