Capítulo 2Integral <strong>de</strong> <strong>Dushnik</strong>Nos proponemos ahora pres<strong>en</strong>tar los conceptos <strong>de</strong> la integral <strong>de</strong> Riemann-Stieltjes,<strong>de</strong>finida por Stieltjes <strong>en</strong> 1894 y que recibió poca at<strong>en</strong>ción hasta 1909, cuando Riesz <strong>de</strong>mostróque todo elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> L[C([a, b]; R); R] pue<strong>de</strong> repres<strong>en</strong>tarse <strong>en</strong> términos <strong>de</strong> unaintegral <strong>de</strong> Riemann-Stieltjes. El <strong>de</strong> la integral <strong>de</strong> <strong>Dushnik</strong> que fué <strong>de</strong>finida por primeravez, <strong>en</strong> 1920, por Pollad y útilizada por Kalt<strong>en</strong>born [12], <strong>en</strong> 1934, para repres<strong>en</strong>tar loselem<strong>en</strong>tos <strong>de</strong>l espacio L[G([a, b]; R); R] y g<strong>en</strong>eralizada por Hönig [6], <strong>en</strong> 1975, al espacioL[G([a, b]; X); Y ]; y el <strong>de</strong> la integral <strong>de</strong> Cauchy-Riemann la cual nos permite trabajarla teoría <strong>de</strong> semigrupos fuertem<strong>en</strong>te continuos. Y finalizamos con un diagrama que ilustrala relación <strong>en</strong>tre las integrales <strong>de</strong> funciones escalonadas, Cauchy-Riemann, Riemann,Riemann-Stieltjes y <strong>Dushnik</strong>.2.1. Integral <strong>de</strong> <strong>Dushnik</strong> e integral <strong>de</strong> Riemann-StieltjesDefinición 2.1.1 Sea (h P) P∈P[a,b]<strong>en</strong> un espacio topógico E, diremos que la sucesión (h P)converge a h ∈ E si para toda vecindad V <strong>de</strong> h, existe P V∈ P[a, b] tal quey lo <strong>de</strong>notaremos lím h P= h.P∈P[a,b]P ≥ P V=⇒ h PDefinición 2.1.2 Sea α : [a, b] −→ L(X, Y ) y x : [a, b] −→ X ) funciones, para cadaP ∈ P[a, b] y para cada ξ ∗ = (ξ1, ∗ ..., ξn(P) (ξ ∗ ) = (ξ 1 , ..., ξ n(P) ) resp. con ξi ∗ ∈ (t i−1 , t i )()(ξ i ∈ [t i−1 , t i ] resp. , <strong>de</strong>finimos una suma <strong>de</strong> <strong>Dushnik</strong> suma <strong>de</strong> Riemann-Stieltjes)resp. <strong>de</strong> x con respecto a α como∈ Vn(P)∑S P,ξ ∗(x, α) = [α(t i ) − α(t i−1 )]x(ξi ∗ )i=1(n(P)∑)S P,ξ (x, α) = [α(t i ) − α(t i−1 )]x(ξ i ) resp.i=135
Capítulo 2. Integral <strong>de</strong> <strong>Dushnik</strong> 36i) Diremos que x es <strong>Dushnik</strong> integrable sobre [a, b] con respecto a la función α, siel límite∑[α(t i ) − α(t i−1 )]x(ξi ∗ ) don<strong>de</strong> ξi ∗ ∈ (t i−1 , t i )n(P)límP∈P[a,b]i=1existe, y lo <strong>de</strong>notaremos∫[a,b]dα(t)x(t).Y escribiremos x ∈ D α ([a, b]; X).ii) Diremos que x es Riemann-Stieltjes integrable sobre [a, b] con respecto a lafunción α, sin(P)lím‖P‖→0i=1∑[α(t i ) − α(t i−1 )]x(ξ i ) don<strong>de</strong> ξ i ∈ [t i−1 , t i ]existe, y lo <strong>de</strong>notaremos∫(R-S)[a,b]dα(t)x(t).Y escribiremos x ∈ RS α ([a, b]; X).Observación 2.11) Si α(t) = t, <strong>en</strong>tonces la integral <strong>de</strong> Riemann-Stieltjes coinci<strong>de</strong> con la integral <strong>de</strong>Riemann.El sigui<strong>en</strong>te resultado nos indica que la integral <strong>de</strong> <strong>Dushnik</strong> g<strong>en</strong>eraliza la integral <strong>de</strong>Riemann-Stieltjes.∫Teorema 2.1.1 (Hönig [7], Teorema I.1.1) Si existe (R-S)dα(t)x(t), <strong>en</strong>tonces existe∫[a,b]∫dα(t)x(t) = (R-S)[a,b][a,b]dα(t)x(t).A continuación daremos, un ejemplo don<strong>de</strong> se <strong>de</strong>muestra que el recíproco <strong>de</strong>l Teorema2.1.1 no es cierto.