heißt das Riemann-Integral von f über I. Wir schreiben dafür∫ ∫ ∫f dx, f(x)dx, f(x 1 ,...,x n )d(x 1 ,...,x n ) oderI I I∫If dV.Die folgenden Aussagen beweist man wie für n = 1 (Sätze 8.4, 8.22, 8.23, 8.24und 8.19).Satz 13.2 Jede auf einem Intervall I ⊆ R n Riemann-integrierbare Funktion fist beschränkt.Satz 13.3 Sind f,g Riemann-integrierbarauf I und α,β ∈ R, so ist auch αf+βgRiemann-integrierbar auf I, und es gilt∫ ∫ ∫(αf +βg)dx = α f dx+β gdx.ISatz 13.4 Sind f,g Riemann-integrierbar auf I und ist f(x) ≥ g(x) für allex ∈ I, dann ist auch ∫ ∫f dx ≥ gdx.Folgerung 13.5 Für Riemann-integrierbares f : I → R ist∫∣ f dx∣ ≤ sup |f(x)|·|I|.<strong>II</strong>x∈ISatz 13.6 Sind f,g Riemann-integrierbar auf I und stimmen f und g auf einerin I dichten Menge überein, so ist bereits∫ ∫f dx = gdx.13.2 Integrabilitätskriterien13.2.1 Charakterisierung über Darbouxsche IntegraleISei I ⊆ R n ein abgeschlossenes Intervall und f : I → R eine beschränkte Funktion.Weiter sei Z eine Zerlegung von I in Teilintervalle I 1 ,...,I r . Mit den Zahlenm k := infx∈I kf(x), M k := supx∈I kf(x)definieren wir die Unter- bzw. Obersummen von f bzgl. Z:<strong>II</strong><strong>II</strong>U(Z,f) :=r∑m k |I k |, O(Z,f) :=k=1247r∑M k |I k |k=1
und nennen∫f dx := supI ∗ ZU(Z,f) bzw.∫ ∗If dx := infZ O(Z,f)das untere bzw. obere Darbouxsche Integral von f. Für einen kurzen Momentwollen wir eine Funktion f Darboux-integrierbar nennen, wenn∫ ∫ ∗f dx = f dx.Wie Satz 8.7 beweist man:∗ISatz 13.7 Die beschränkte Funktion f : I → R ist genau dann Darboux-integrierbar,wenn für jedes ε > 0 eine Zerlegung Z von I mit O(Z,f)−U(Z,f) < εexistiert.Durch Übertragung des Beweises von Satz 8.8 (Details siehe Heuser, <strong>Analysis</strong> <strong>II</strong>,Satz 199.1) erhält man weiter:Satz 13.8 Eine Funktion f : I → R ist genau dann Riemann-integrierbar, wennsie beschränkt und Darboux-integrierbar ist. In diesem Fall gilt∫ ∫ ∫ ∗f dx = f dx = f dx.I I ∗ IFolgerung 13.9 (Riemannsches Integrabilitätskriterium) EineFunktionf :I → R ist genau dann Riemann-integrierbar, wenn sie beschränkt ist und wennfür jedes ε > 0 eine Zerlegung Z von I mit O(Z,f)−U(Z,f) < ε existiert.13.2.2 Charakterisierung über NullmengenÄhnlich wie im R 1 nennen wir eine Menge M ⊆ R N eine Nullmenge, wenn esfür jedes ε > 0 höchstens abzählbar viele (offene oder abgeschlossene) IntervalleI 1 ,I 2 ,... gibt, welche M überdecken (d.h. M ⊆ ⋃ k I k) und für die ∑ k |I k| < εist.Beispiel Für jedes c ∈ R und jedes j = 1,...,n ist die HyperebeneH := {(x 1 ,...,x n ) ∈ R n : x j = c}eine Nullmenge. Um dies einzusehen, bilden wir für jedes k ∈ N das IntervallI k := (a 1 ,b 1 )×(a 2 ,b 2 )×...×(a n ,b n ) mit{ {−k für i ≠ j k für i ≠ ja i :=εc− für i = j , b i :=εc+ für i = j .2 k+1 (2k) n−1 2 k+1 (2k) n−1248I
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Vorlesung Analysis IISS 2013Steffen
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den Punkt ˆx und noch unendlich vi
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Sei Z eine gemeinsame Verfeinerung
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DastetigeFunktionenaufkompaktenMeng
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Man kann leicht zeigen, dass jede d
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8.5 Eigenschaften des Riemann-Integ
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Satz 8.25 (Mittelwertsatz der Integ
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∫• sinhxdx = coshx+C,∫coshxdx
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Beispiel 2∫∫ ∫lnxdx = 1·lnxd
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Rücksubstitution t = tan x 2 liefe
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folgenden Regeln müssen dazu wiede
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absolutenKonvergenzdiegewöhnliche(
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f(k)f(k +1)fkk +1Aufsummieren von k
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Beispiel 1 Für f : [0,a] → R, x
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9 Folgen und Reihen von FunktionenI
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9.2 Gleichmäßige KonvergenzSei X
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Beweis Sei (f n ) ⊆ M(X) eine Cau
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Sind insbesondere alle Funktionen f
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Beweis Wir zeigen, dass die Folge (
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für alle y im Konvergenzintervall
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und hieraus der Reihe nach a 0 = 0,
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Jede Doppelfolge (a mn ) erzeugt ei
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9.6.2 Trigonometrische ReihenEine F
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DadieReihe ∑ a n absolutkonvergie
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Ein Beweis steht in Heuser, Analysi
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Sei g = ∑ kn=0 c nu n . Dann ist
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Funktion f mit ‖f‖ ∞ ≤ 1 (o
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woraus mit C 2 := ∑ nj=1 ‖e j
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lineare Räume über R. Auch für e
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An der Stelle (x,y) = (0,0) arbeite
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existiert wegen der Stetigkeit von
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Satz 10.9 Sei U ⊆ R n offen und f
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Die Produkt- und Quotientenregel ve
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( ∂FF ′ = ,..., ∂F )∂x 1
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ein. Ist also (gradf)(x) ≠ 0, so
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14.7.3 ProduktregelnDie Vektorfelde