2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 prove $f(a)+f(b)$
Сообщение13.01.2014, 21:40 


09/01/14
2
Good afternoon!
I'm trying to solve the following problem:
"Show that:
a) given $f:[a,b] \rightarrow \mathbb R$, if $h=\frac{(b-a)}{n}$ and $M(f;n)=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n f(a+ih)$, then $\lim_{n\rightarrow\infty} M(f;n)=\frac{1}{b-a}\int_a^b f(x)dx$;

b) When $n \rightarrow \infty$, then $\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n (a+ih)= \frac{n-1}{n}\frac{a+b}{2}+\frac{b}{n} \rightarrow \frac{a+b}{2}$;


c) Use (a) and (b) to prove that, given $f:[a,b] \rightarrow \mathbb R$, whose derivative is Riemann integrable, and $m=\frac{a+b}{2}$, then $[math]f(a)+f(b)=[\frac{2}{(b-a)}] \int_a^b [f(x)+(x-m)f'(x)]dx[math]$.

My solution:

a) Consider a partition $P=\{t_1,...,t_n\}$ of [a,b], such that $t_1=a+h, t_2=a+2h,...,t_n=a+nh$, with $h=\frac{b-a}{n}$. The Riemann sum $\sum(f;P*)$ of the function $f$ over the partition $P$ may be written as $\sum(f;P*)= \sum_{i=1}^n f(a+ih)(t_i-t_{i-1})=\sum_{i=1}^n f(a+ih)h=\sum_{i=1}^n f(a+ih) \frac{b-a}{n}$. Then, $\int_a^b f(x)dx= \lim_{|P|\rightarrow 0} \sum(f;P*)= \lim_{n \rightarrow \infty} $\sum_{i=1}^n f(a+ih)\frac{b-a}{n} and $\lim_{n\rightarrow \infty} \frac{1}{n} \sum_{i=1}^nf(a+ih)=\frac{1}{b-a}\int_a^b f(x)dx

b) $\frac{1}{n}\sum_{i=1}^n (a+ih)=\frac{a+h+a+2h+...+a+nh}{n}=\frac{na+h(1+2+...+n)}{n}=\frac{na+nh+[h(1+2+...+(n-1)]}{n}=a+\frac{b-a}{n}+\frac{b-a}{2}\frac{n-1}{n}=a+\frac{b-a}{n}+\frac{(b-a)(n-1)}{2n}+\frac{2a(n-1)}{2n}-\frac{2a(n-1)}{2n}$=$a+\frac{b-a}{n}-\frac{a(n-1)}{n}+\frac{(b+a)(n-1)}{2n}=\frac{b}{n}+\frac{(b+a)}{2}\frac{(n-1)}{n}$.

Evidently, $\frac{n-1}{n}\frac{a+b}{2}+\frac{b}{n} \rightarrow \frac{a+b}{2}$ when $n \rightarrow \infty$

Please, help me to find a solution for item (c).
я бразилец и изучаю русский язык, но еще плохо понимаю. То, если Вы ответите на английском, я буду благодариен!

 Профиль  
                  
 
 Re: prove $f(a)+f(b)$
Сообщение13.01.2014, 23:14 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/01/13
12065
Казань
It is very strange problem. May you use something more? For example, that $((x-m)f)'=f+(x-m)f'$?

 Профиль  
                  
 
 Re: prove $f(a)+f(b)$
Сообщение14.01.2014, 02:35 


09/01/14
2
Thanks for writing. The point is that I can't see a connection between itens (a),(b) and (c).

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 3 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group