Efter videon följer ett problem som du kan lösa för att testa att du tillgodogjort dig innehållet.
Problem:
Låt \(f(x)=\sin\frac1x\) för \(x\ne 0\) och sätt \(f(0)=0\). Är \(f(x)\) integrerbar på intervallet \([0,1]\)?
Svar:
Problemet liknar i många avseenden det föregående. Men här är det svårare att för ett givet \(\epsilon>0\) konstruera \(\Phi(x)\) och \(\Psi(x)\) så att \(\Phi(x) \le f(x)\le \Psi(x)\) och
\[
\int_0^1\Psi(x)\,dx-\int_0^1\Phi(x)\,dx<\epsilon.
\]
Här är en metod: Eftersom \(f(x)\) är kontinuerlig på intervallet
\([\frac{\epsilon}4,1]\) så finns det enligt satsen i videon trappfunktioner \(\Phi_0(x)\) och \(\Psi_0(x)\) på \([\frac{\epsilon}4,1]\) så att \(\Phi_0(x) \le f(x)\le \Psi_0(x)\) och
\[
\int_{\frac{\epsilon}4}^1(\Psi_0(x)-\Phi_0(x))\,dx<\frac{\epsilon}{2}.
\]
Vi kan nu definiera
\[
\Phi(x)=\left\{
\begin{array}{cl}
\Phi_0(x)&\,\, \textrm{om}\,\, \frac{\epsilon}4\le x\le 1,\\
-1 & \textrm{om}\,\, 0\le x<\frac{\epsilon}4,
\end{array}
\right.
\]
\[
\Psi(x)=\left\{
\begin{array}{cl}
\Psi_0(x)&\,\, \textrm{om}\,\, \frac{\epsilon}4\le x\le 1,\\
1 & \textrm{om}\,\, 0\le x<\frac{\epsilon}4.
\end{array}
\right.
\]
Då gäller att \(\Phi(x) \le f(x)\le \Psi(x)\) och
\[
\int_0^1\Psi(x)\,dx-\int_0^1\Phi(x)\,dx=
\]
\[
\int_0^{\frac{\epsilon}4}(\Psi(x)-\Phi(x))\,dx+\int_{\frac{\epsilon}4}^1(\Psi(x)-\Phi(x))\,dx<
\]
\[
\int_0^{\frac{\epsilon}4}2\,dx+\frac{\epsilon}{2}=\frac{\epsilon}{2}+\frac{\epsilon}{2}=\epsilon.
\]
Eftersom \(\epsilon>0\) var godtyckligt så är enligt kriteriet i avsnitt 13.3 \(f(x)\) integrerbar på \([0,1]\).
Maila för handledning.
Hur upplevde du problemet?
Svårighet:
Relevans:
Svårighet:
Relevans: