Darbouxintegraal
In de analyse, een tak van de wiskunde, is de darbouxintegraal een van de mogelijke definities van de integraal van een functie. De darbouxintegraal is equivalent aan de riemannintegraal, in de zin dat een functie dan en slechts dan darbouxintegreerbaar is, als zij riemannintegreerbaar is, en in dat geval de integralen aan elkaar gelijk zijn. De definitie van de darbouxintegraal is eenvoudiger dan die van de riemannintegraal. De integraal is genoemd naar de Franse wiskundige Gaston Darboux, aan wie de integraal meestal wordt toegeschreven. De basisgedachte achter de darbouxintegraal is dezelfde als van de riemannintegraal en vanwege de equivalentie wordt de darbouxintegraal vaak riemannintegraal genoemd.
Beide integralen verdelen het integratie-interval in deelintervallen met toenemende verfijning. Waar Riemann de integraal over een deelinterval benadert door een geschikte rechthoek boven dat deelinterval, sluit Darboux de integraal in tussen twee rechthoeken als uiterste waarden, de kleinste rechthoek die het gehele oppervlak onder de grafiek omvat en de grootste rechthoek die in dit oppervlak bevat is.
Definitie
[bewerken | brontekst bewerken]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/59/Darboux.svg/260px-Darboux.svg.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0c/Darboux_refinement.svg/250px-Darboux_refinement.svg.png)
Voor de definitie van de darbouxintegraal zijn enkele begrippen nodig.
Een verdeling van het interval is een eindige rij getallen van de vorm:
Elk interval heet een deelinterval van de verdeling.
Voor een reële functie gedefinieerd op het interval met verdeling , heet
de bovensom van met betrekking tot de verdeling en
de ondersom van met betrekking tot de verdeling .
Darbouxintegraal
[bewerken | brontekst bewerken]Een begrensde, reële functie gedefinieerd op het interval , heet darbouxintegreerbaar met integraal als
Voorbeelden
[bewerken | brontekst bewerken]1. Laat de constante functie zijn met de waarde 1 op het interval [0,1]. Elke boven- en ondersom heeft de waarde 1, dus de integraal over het interval is ook 1.
2. Op het interval [0,1] is de functie gegeven. Verdeel het interval in gelijke delen. Dan is:
en
Dus is
en ook
De functie is dus darbouxintegreerbaar op [0,1] en
3. Op het interval [0,1] is de functie gegeven. Verdeel het interval in gelijke delen. Dan is:
en
Dus is
- .
De functie is dus darbouxintegreerbaar op [0,1] en
- .
4. Laat de indicatorfunctie zijn van de rationale getallen op het interval [0,1]. Elke bovensom heeft de waarde 1 en elke ondersom de waarde 0, dus de is niet darbouxintegreerbaar op het interval [0.1].