Analysis II für Mathematiker

Dann ist H ⊆ ⋃ k I k (die Intervalle I k werden immer ”breiter“ und ”flacher“) und∞∑|I k | =k=1∞∑(2k) n−1 ·k=12ε2 k+1 (2k) = ε ∑ ∞ n−1k=112 k = ε.Es lassen sich die Beweise von Lemma 8.13 (Eigenschaften von Nullmengen)und Satz 8.14 auf den R n mit n > 1 übertragen. Auch die im Beweis benutzteSchwankung einer Funktion f auf einem Intervall I definiert man wie im R 1 :Ω f (I) = supf(t)−inff(t) = sup{|f(s)−f(t)| : s,t ∈ I}.t∈I t∈ISatz 13.10 (Lebesguesches Integrabilitätskriterium) Eine Funktion f : I→ R ist genau dann Riemann-integrierbar auf I, wenn sie beschränkt ist undwenn die Menge ihrer Unstetigkeitsstellen eine Nullmenge bildet, d.h. wenn ffast überall stetig ist.Folgerung 13.11 Jede auf I stetige Funktion ist Riemann-integrierbar.Folgerung 13.12 Mitf undg sindauch dieFunktionen|f|, max{f,g}, min{f,g}und f ·g Riemann-integrierbar auf I.Folgerung 13.13 Sei g Riemann-integrierbar auf I, g(I) ⊆ [a,b] und f stetigauf [a,b]. Dann ist auch f ◦g Riemann-integrierbar auf I.Beweis Ist f ◦g in x ∈ I unstetig, so muss auch g in x unstetig sein. Also ist∆(f ◦g) ⊆ ∆(g). Damit ist ∆(f ◦g) Nullmenge.Für Riemann-integrierbares f ist also z.B. auch die Funktion p√ |f(x)| Riemannintegrierbar.Folgerung 13.14 Sind f,g Riemann-integrierbar auf I, und sind f,g fast überallgleich, so ist ∫ ∫f dx = gdx.13.3 Der Satz von FubiniIDer nachfolgende Satz gibt uns in vielen Fällen ein bequemes Verfahren in dieHand, Riemann-Integrale auf mehrdimensionalen Intervallen zu berechnen.Satz 13.15 (Fubini) Seien I k ⊆ R k , I l ⊆ R l abgeschlossene Intervalle und I :=I k × I l ⊆ R k+l := R k × R l . Weiter sei die reellwertige Funktion f Riemannintegrierbarauf I, und für jedes y ∈ I l existiere das Riemann-Integral∫g(y) := f(x,y)dx.I k249I