比起搵function嘅斜率,搵一舊任意形狀嘅面積(或任意物體嘅體積)係一個更遠古嘅問題
有幾難啫
數格仔咪得囉
小學都有教啦
唯一嘅問題係呢個方法唔係好準
點算呢?
將格仔縮細啲
咪估得準啲囉
咁要幾細先得?
有咁細得咁細
不過數格仔比較難操作,所以我地考慮吓呢個特別情況先
就係搵一條function下面嘅面積
咁佢左右下都係直線,應該比較易搞
咁我地就可以用啲長方形去估算面積嘅上限:
首先我地要定好長方形嘅寬度
我地可以將佢寫成一個finite set,叫做一個partition of interval
圖入面嗰個partition就係
咁為方便起見,我地會將呢個set入面嘅數由細到大排
訂好咗寬度之後,我地可以度高
咁個長方形高度嘅下限就係條function喺個interval中間既下限,即係
同理,長方形高度上限係
咁面積嘅上下限就會係
個partition越精密
咁面積就會估得越準
下限會越嚟越大
上限會越嚟越細
而且上限一定大過下限
所以上限係bounded below
下限係bounded above
所以我地可以define
我地叫住最左同最右嗰點做a同b先
如果佢地兩個係相等
咁我地就可以得到f(x)下面嘅精確面積
(點解?)
咁我地就叫佢做(Riemann) integrable:
咁一條function幾時先係integrable呢?
呢個問題比較複雜(i.e. 我唔想喺度prove)
但係我地有一啲criteria可以保證到條function係integrable:
喺prove佢之前,我地需要一種更強嘅continuity:
同continuity個定義好似冇乜分別
咁uniformly continuous同continuous嘅分別呢
就在於δ只可以跟住ε轉,而唔可以跟住x而轉
即係話同一個δ要適用於所有x
大家可以諗下一個continuous但唔係uniformly continuous嘅example
跟住落嚟就有一條theorem:
Proof: 有人想知再講
然後我地就可以用uniform continuity去推導integrability:
對於任意ε>0, 我地都搵到 δ>0, 使到只要|x−y|<δ,我地都有
咁我地就可以揀一個partition P,令佢每一格嘅寬度都細過δ
咁U(f,P)-L(f,P)<ε
(點解?)
由此可見U(f)=L(f)
搞掂
除咗continuity,我地仲有另一個criterion:
Proof: Exercise
根據我地嘅定義,如果 f 係integrable,咁就有
由呢度我地可以延伸integration嘅definition,唔再限制a<b:
終章: Fundamental Theorem of Calculus