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.
କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ ଉଦାହରଣ · integrate e^(-x) dx from 0 to oo
ପଦକ୍ଷେପ କ୍ରମେ
- \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.
ଉତ୍ତରକୁ ଖୋଲନ୍ତୁ
ଏବେ ଆପଣ ଗୋଟିଏ ସମସ୍ୟା ବାଛନ୍ତୁ, କିମ୍ବା ଆପଣଙ୍କର ନିଜ ସମସ୍ୟାକୁ ଟାଇପ କରନ୍ତୁ କିମ୍ବା ଆଙ୍କନ୍ତୁ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ, ଗୋଟିଏ ଚିତ୍ର, ଉତ୍ତର ଲୁକ୍କାୟିତ ହୋଇଥାଏ ଯେ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆପଣ ପଚାରନ୍ତି ନାହିଁ।
ଗୋଟିଏ ମୁକ୍ତ ଖାତା ପ୍ରତ୍ୟେକ ପାଠରେ ଟିପ୍ପଣୀ ଯୋଗ କରିଥାଏ, ଆପଣ ଯାହା ସମାପ୍ତ କରିଛନ୍ତି ତାହାର ଗୋଟିଏ ରେକର୍ଡ, ଆପଣଙ୍କର ସମାଧାନ ହୋଇଥିବା ସମସ୍ୟାଗୁଡ଼ିକ ଗୋଟିଏ ସ୍ଥାନରେ, ଏବଂ ଜଣେ ଶିକ୍ଷକ ଆପଣ ଏହି ପୃଷ୍ଠା ବିଷୟରେ ପଚାରିପାରିବେ। ଗଣିତ ନିଜେ ସମସ୍ତଙ୍କୁ ଖୋଲା ଅଛି, ଲଗଇନ ହୋଇଥିବା କିମ୍ବା ନଥିବା।
ସଦସ୍ୟତା ନିଅନ୍ତୁ ଲଗଇନଏଠାରେ ବ୍ୟବହୃତ ପ୍ରତୀକଗୁଡିକ
ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବର୍ଣ୍ଣନା ପାଇଁ ଯେକୌଣସି ପ୍ରତୀକକୁ ଟ୍ୟାପ କରନ୍ତୁ, ଗୋଟିଏ ଚିତ୍ର, ଏବଂ ଏଥିରେ ଥିବା ପ୍ରତ୍ୟେକ ଅକ୍ଷରର ଅର୍ଥ କଣ।
କିପରି: 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.
ଲୋକମାନେ ପଚାରୁଥିବା ପ୍ରଶ୍ନ
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.