maths.free › Measure Theory › The Lebesgue integral and convergence theorems

The Lebesgue integral and convergence theorems

Integrating by slicing the range instead of the domain; monotone and dominated convergence.

Riemann slices the x-axis; Lebesgue slices the y-axis and asks how much of the domain sits at each height. The payoff is the convergence theorems: under mild conditions, the limit of the integrals is the integral of the limit. Picture it: horizontal strips under the curve instead of vertical ones. Think it: L¹ and L² become complete spaces, the Hilbert spaces of functional analysis.

مثال کار شده · integrate e^(-x) dx from 0 to oo

Integrate e^(-x) from 0 to oo

\int_{0}^{\infty} e^{- x}\, dx

قدم به قدم

  1. \int_{0}^{\infty} e^{- x}\, dx

    First find an antiderivative F, then evaluate F(b) − F(a).

  2. u = - x,\quad du = -1\, dx

    Substitute u = - x.

  3. \int e^{- x}\, dx = \int - e^{u}\, d_u

    Rewrite the integral in terms of u.

  4. \int - e^{u}\, d_u = -1 \int e^{u}\, d_u

    Pull the constant -1 out of the integral.

  5. \int e^{u}\, d_u = e^{u}

    ∫ aᵘ du = aᵘ / ln a (for eˣ that is just eˣ).

  6. = - e^{- x}

    Substitute back u = - x.

  7. F(\infty) - F(0) = \left(0\right) - \left(-1\right)

    Fundamental theorem of calculus: plug in the limits.

  8. = 1

    Simplify.

جواب رو نشون بده
1

حالا تو يه مساله انتخاب کن، يا خودت رو بنويس يا بکشي هر گام، يه تصوير، جواب مخفي ميشه تا وقتي که تو بپرسي

خودت رو به کار بسپار

یک حساب رایگان یادداشت‌هایی را در هر درس اضافه می‌کند، یک ثبت از آنچه که تمام کرده‌اید، مسائل حل شده شما در یک مکان، و یک معلم که می‌توانید در مورد این صفحه از او بپرسید. خود ریاضیات برای همه باز است، چه وارد شده باشید و چه نباشید.

ثبت نام ورود

نمادهای استفاده‌شده در اینجا

هر نماد را برای تعریف کامل، تصویر و معنی هر حرف در آن بزنید.

چطور: The Lebesgue integral and convergence theorems

  1. First find an antiderivative F, then evaluate F(b) − F(a).
  2. Substitute u = - x.
  3. Rewrite the integral in terms of u.
  4. Pull the constant -1 out of the integral.
  5. ∫ aᵘ du = aᵘ / ln a (for eˣ that is just eˣ).
  6. Substitute back u = - x.
  7. Fundamental theorem of calculus: plug in the limits.
  8. Simplify.

سوالاتي که مردم ميپرسن

What is wrong with the Riemann integral?

It fails on functions that oscillate too much, and it does not interact well with limits: the limit of integrable functions need not be integrable. Lebesgue's integral fixes both.

بیشتر در Measure Theory