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.
Օրինակ · integrate e^(-x) dx from 0 to oo
Քայլ առ քայլ
- \int_{0}^{\infty} e^{- x}\, dx
First find an antiderivative F, then evaluate F(b) − F(a).
- u = - x,\quad du = -1\, dx
Substitute u = - x.
- \int e^{- x}\, dx = \int - e^{u}\, d_u
Rewrite the integral in terms of u.
- \int - e^{u}\, d_u = -1 \int e^{u}\, d_u
Pull the constant -1 out of the integral.
- \int e^{u}\, d_u = e^{u}
∫ aᵘ du = aᵘ / ln a (for eˣ that is just eˣ).
- = - e^{- x}
Substitute back u = - x.
- F(\infty) - F(0) = \left(0\right) - \left(-1\right)
Fundamental theorem of calculus: plug in the limits.
- = 1
Simplify.
Առաջարկել պատասխանը
Now you Ընտրեք խնդիր, կամ տեքստ գրեք կամ նկարեք ձեր սեփականը։ Յուրաքանչյուր քայլ, նկար, պատասխանը թաքնված է մինչև դուք հարցնեք։
Ազատ հաշիվը յուրաքանչյուր դասավանդման համար գրառումներ է ավելացնում, Ձեր ավարտելիք դասերի և լուծված խնդիրների ցուցակ է պահում մեկ տեղում, և ուսուցիչ, ում կարող եք հարցնել այս էջի մասին։ Մաթեմատիկան բաց է բոլորի համար, անկախ նրանից մուտքագրվել եք արդյոք կամ ոչ։
Գրանցվել ԳրանցումՕգտագործված սիմվոլներ
Տեղադրեք ցանկացած նշան՝ ամբողջական սահմանման, նկարի և դրա մեջ ամեն մի տառի իմաստը տեսնելու համար։
Ինչպես: The Lebesgue integral and convergence theorems
- First find an antiderivative F, then evaluate F(b) − F(a).
- Substitute u = - x.
- Rewrite the integral in terms of u.
- Pull the constant -1 out of the integral.
- ∫ aᵘ du = aᵘ / ln a (for eˣ that is just eˣ).
- Substitute back u = - x.
- Fundamental theorem of calculus: plug in the limits.
- Simplify.
Հարցեր, որոնք մարդիկ տալիս են :
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.