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Forum "Integrationstheorie" - Riemann Summe
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Riemann Summe: Frage (überfällig)
Status: (Frage) überfällig Status 
Datum: 00:38 Mo 15.04.2013
Autor: Hellsing89

Sei Z eine Zerlegung a = [mm] x_0< [/mm] x1<...< [mm] x_n [/mm] = b des Intervalls [a,b] und [mm] \lambda [/mm] = [mm] (\lambda_1,...,\lambda_n) [/mm] eine Sammlung von Punkten mit [mm] \lambda_i \in [x_{i-1},x_i] [/mm] für jedes i [mm] \in [/mm] {1,...,n}. Sei Y eine Verfeinerung a = [mm] v_0< v_1<...< v_h [/mm] = b von Z , d.h. [mm] {(x_1,...,x_n}) \subset ({v_1,...,v_h}),\mu_k\in [v_{k-1},v_k] \forall [/mm] k.

Sei f:[a,b] [mm] \to \IR [/mm] eine monoton steigende Funktion. Zeigen Sie die folgende Abschätzung

a) [mm] \summe_{i=1}^{n}f(x_{i-1})(x_i-x_{i-1})\le S(Z,\lambda)\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1}) [/mm]

b)  [mm] \summe_{i=1}^{n}f(x_{i-1})(x_i-x_{i-1})\le S(V,\mu)\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1}) [/mm]

c) [mm] \summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1})\le [/mm] |z|(f(b)-f(a))

Irgendwie kann ich mit dem Term in der mitte nicht soviel anfangen.

Also das Z eine Zerlegung ist, und [mm] \lambda [/mm] die zwischenstellen.
Aber irgenwie muss ich den term ja nach oben hin abschätzen können. Da fehlt mir leider die grundidee.

Kann mir vll jemand nen ansatz geben, an dem ich weiter arbeiten kann. Ich probiere schon den ganzen tag voran zu kommen, aber irgendwie fehlt mir der zündende gedanke.

        
Bezug
Riemann Summe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 01:04 Mo 15.04.2013
Autor: leduart

Hallo
kontolliere bitte nochmal was du geschrieben hast, all die [mm] \lambda, [/mm] v usw . kommen nicht vor, [mm] x_k [/mm] in der zweiten Summe macht keinen Sinn, ich versteh auch das [mm] (Z,\lambda [/mm] nach der ersten nicht.
Gruss leduart

Bezug
                
Bezug
Riemann Summe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 01:34 Mo 15.04.2013
Autor: Hellsing89

Hab alles kontrolliert. Jetzt stimmt alles :)

Bezug
        
Bezug
Riemann Summe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 07:38 Mo 15.04.2013
Autor: meili

Hallo,

> Sei Z eine Zerlegung a = [mm]x_0<[/mm] x1<...< [mm]x_n[/mm] = b des
> Intervalls [a,b] und [mm]\lambda[/mm] = [mm](\lambda_1,...,\lambda_n)[/mm]
> eine Sammlung von Punkten mit [mm]\lambda_i \in [x_{i-1},x_i][/mm]
> für jedes i [mm]\in[/mm] {1,...,n}. Sei Y eine Verfeinerung a =
> [mm]v_0< v_1<...< v_h[/mm] = b von Z , d.h. [mm]{(x_1,...,x_n}) \subset ({v_1,...,v_h}),\mu_k\in [v_{k-1},v_k] \forall[/mm]
> k.
>  
> Sei f:[a,b] [mm]\to \IR[/mm] eine monoton steigende Funktion. Zeigen
> Sie die folgende Abschätzung
>  
> a) [mm]\summe_{i=1}^{n}f(x_{i-1})(x_i-x_{i-1})\le S(Z,\lambda)\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1})[/mm]
>  
> b)  [mm]\summe_{i=1}^{n}f(x_{i-1})(x_i-x_{i-1})\le S(V,\mu)\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1})[/mm]
>  
> c) [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1})\le[/mm]
> |z|(f(b)-f(a))
>  
> Irgendwie kann ich mit dem Term in der mitte nicht soviel
> anfangen.

Vermute
[mm] $S(Z,\lambda) [/mm] = [mm] \summe_{i=1}^{n} f(\lambda_i)(x_i-x_{i-1})$ [/mm]

>  
> Also das Z eine Zerlegung ist, und [mm]\lambda[/mm] die
> zwischenstellen.
>  Aber irgenwie muss ich den term ja nach oben hin
> abschätzen können. Da fehlt mir leider die grundidee.

Ausnützen, dass f monoton steigend ist.
Damit lassen sich die f(x) innerhalb eines Intervalles abschätzen.

>  
> Kann mir vll jemand nen ansatz geben, an dem ich weiter
> arbeiten kann. Ich probiere schon den ganzen tag voran zu
> kommen, aber irgendwie fehlt mir der zündende gedanke.

Was ist mit |z| gemeint?

Gruß
meili

Bezug
                
Bezug
Riemann Summe: Frage (überfällig)
Status: (Frage) überfällig Status 
Datum: 18:33 Mo 15.04.2013
Autor: Hellsing89


> Hallo,
>  
> > Sei Z eine Zerlegung a = [mm]x_0<[/mm] x1<...< [mm]x_n[/mm] = b des
> > Intervalls [a,b] und [mm]\lambda[/mm] = [mm](\lambda_1,...,\lambda_n)[/mm]
> > eine Sammlung von Punkten mit [mm]\lambda_i \in [x_{i-1},x_i][/mm]
> > für jedes i [mm]\in[/mm] {1,...,n}. Sei Y eine Verfeinerung a =
> > [mm]v_0< v_1<...< v_h[/mm] = b von Z , d.h. [mm]{(x_1,...,x_n}) \subset ({v_1,...,v_h}),\mu_k\in [v_{k-1},v_k] \forall[/mm]
> > k.
>  >  
> > Sei f:[a,b] [mm]\to \IR[/mm] eine monoton steigende Funktion. Zeigen
> > Sie die folgende Abschätzung
>  >  
> > a) [mm]\summe_{i=1}^{n}f(x_{i-1})(x_i-x_{i-1})\le S(Z,\lambda)\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1})[/mm]

Hier habe ich nun folgenden ansatz.

Es gilt ja a = [mm] x_0< [/mm]  x1<...< [mm] x_n [/mm]  = b. Desweiteren ist [mm] \lambda_i \in [x_{i-1},x_i]. [/mm]

Somit ist ja, [mm] x_0\le \lambda_1 \le [/mm]  x1 [mm] \le...\le x_{n-1} \le \lambda_in \le x_n [/mm]

[mm] <=>\lambda_i \le x_i \forall [/mm] i [mm] \in [/mm] {1,2,...,n}

Da f monton steigend ist folgt:

[mm] f(\lambda_i) \le f(x_i) \forall [/mm] i [mm] \in [/mm] {1,2,...,n}.
und daraus die behauptung.

Ist das soweit korrekt ? Die andere Seite folgt analog.

>  
> >  

> > b)  [mm]\summe_{i=1}^{n}f(x_{i-1})(x_i-x_{i-1})\le S(V,\mu)\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1})[/mm]

Hier hab ich an was änlichem gedacht. Wir haben nun

[mm] \summe_{k=1}^{k}f(\mu_k)(v_k-x_{k-1})\le \summe_{i=1}^{n} f(x_i)(x_i-x_{i-1}) [/mm] zu zeigen.


Es gilt natürlich [mm] {(x_1,...,x_n}) \subset ({v_1,...,v_h}) [/mm]

Da [mm] a=x_0=v_0 [/mm] ist und [mm] b=x_n=v_h, [/mm] ist doch ebenfalls

[mm] x_0\le v_1 \le x_1 \le [/mm] ... [mm] \le v_h \le x_n [/mm] für alle zahlen.
Dann könnte man wieder die montonie benutzen, und sagen dass deswegen [mm] f(\mu_k) \le f(x_i) [/mm] gilt.

Aber da bin ich mir noch nicht so ganz sicher.

>  
> >  

> > c) [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1})\le[/mm]
> > |z|(f(b)-f(a))
>  >  
> > Irgendwie kann ich mit dem Term in der mitte nicht soviel
> > anfangen.
>  Vermute
>  [mm]S(Z,\lambda) = \summe_{i=1}^{n} f(\lambda_i)(x_i-x_{i-1})[/mm]
>  
> >  

> > Also das Z eine Zerlegung ist, und [mm]\lambda[/mm] die
> > zwischenstellen.
>  >  Aber irgenwie muss ich den term ja nach oben hin
> > abschätzen können. Da fehlt mir leider die grundidee.
>  Ausnützen, dass f monoton steigend ist.
>  Damit lassen sich die f(x) innerhalb eines Intervalles
> abschätzen.
>  >  
> > Kann mir vll jemand nen ansatz geben, an dem ich weiter
> > arbeiten kann. Ich probiere schon den ganzen tag voran zu
> > kommen, aber irgendwie fehlt mir der zündende gedanke.
>
> Was ist mit |z| gemeint?

Das hat fred bereits beantwortet. Ich musste auch erstmal in mein skript nachschlagen, aber es ist das Feinheitsmaß von Z gemeint.

> Gruß
>  meili


Bezug
                        
Bezug
Riemann Summe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 07:24 Di 16.04.2013
Autor: fred97


> > Was ist mit |z| gemeint?
>  
> Das hat fred bereits beantwortet. Ich musste auch erstmal
> in mein skript nachschlagen, aber es ist das Feinheitsmaß
> von Z gemeint.


Das spiegelt genial Deine Arbeitsweise wider !!!

Oben schreibst Du:

"Kann mir vll jemand nen ansatz geben, an dem ich weiter arbeiten kann. Ich probiere schon den ganzen tag voran zu kommen, aber irgendwie fehlt mir der zündende gedanke. "


Ein zündender Gedanke hätte sein müssen: zuerst im Skript nachschauen, um zu sehen, was die Ganzen Symbole bedeuten.

FRED

>  
> > Gruß
>  >  meili
>  


Bezug
                                
Bezug
Riemann Summe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:49 Di 16.04.2013
Autor: Hellsing89


> > > Was ist mit |z| gemeint?
>  >  
> > Das hat fred bereits beantwortet. Ich musste auch erstmal
> > in mein skript nachschlagen, aber es ist das Feinheitsmaß
> > von Z gemeint.
>  
>
> Das spiegelt genial Deine Arbeitsweise wider !!!
>  
> Oben schreibst Du:
>  
> "Kann mir vll jemand nen ansatz geben, an dem ich weiter
> arbeiten kann. Ich probiere schon den ganzen tag voran zu
> kommen, aber irgendwie fehlt mir der zündende gedanke. "
>  
>
> Ein zündender Gedanke hätte sein müssen: zuerst im
> Skript nachschauen, um zu sehen, was die Ganzen Symbole
> bedeuten.
>  
> FRED
>  >  
> > > Gruß
>  >  >  meili
> >  

>  

Kam vielleicht falsch rüber, aber natürlich war ich mir sicher wof+r |Z| steht. Ich hab zur sicherheit nur nochmal im skript nachgeschlagen.
Das skript nacharbeiten ist immer das erste was ich mache.

Nur aufs blatt starren bringt schließlich auch nichts ;)

Bezug
                        
Bezug
Riemann Summe: Fälligkeit abgelaufen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:20 Mi 17.04.2013
Autor: matux

$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
Bezug
        
Bezug
Riemann Summe: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 09:36 Mo 15.04.2013
Autor: fred97

Zu c)

Ich vermute Du sollst

    $ [mm] \summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1})\le [/mm] $ |Z|(f(b)-f(a))

zeigen, wobei |Z| das Feinheitsmaß von Z ist.

Es ist  [mm] x_i-x_{i-1} \le [/mm] |Z|, also

[mm] \summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1}) \le [/mm] |Z|* [mm] \summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1})) [/mm]

Mach Dir nun klar. dass

    [mm] \summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))=f(b)-f(a) [/mm]

ist.

FRED

Bezug
                
Bezug
Riemann Summe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:34 Mo 15.04.2013
Autor: Hellsing89


> Zu c)
>  
> Ich vermute Du sollst
>  
> [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1})\le[/mm]
> |Z|(f(b)-f(a))
>
> zeigen, wobei |Z| das Feinheitsmaß von Z ist.

Jup das ist korrekt

> Es ist  [mm]x_i-x_{i-1} \le[/mm] |Z|, also
>  
> [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))(x_i-x_{i-1}) \le[/mm] |Z|*
> [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))[/mm]
>  
> Mach Dir nun klar. dass
>  
> [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))=f(b)-f(a)[/mm]
>  
> ist.
>  
> FRED

Vielen lieben dank. Das habe ich verstanden. Die summanden, heben sich meistens weg. Es bleibt nur erster und letzter term übrig.

Bezug
                        
Bezug
Riemann Summe: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:56 Mo 15.04.2013
Autor: Marcel

Hallo,

> > Mach Dir nun klar. dass
>  >  
> > [mm]\summe_{i=1}^{n}(f(x_i)-f(x_{i-1}))=f(b)-f(a)[/mm]
>  >  
> > ist.
>  >  
> > FRED
>
> Vielen lieben dank. Das habe ich verstanden. Die summanden,
> heben sich meistens weg. Es bleibt nur erster und letzter
> term übrig.

jupp - das kannst Du aber auch ganz einfach formal nachrechnen
(Kommutativitätsgesetz der Addition):
[mm] $$\sum_{i=1}^n (f(x_i)-f(x_{i-1}))=\Big(\sum_{i=1}^n f(x_i)\Big)-\sum_{i=1}^n f(x_{i-1})=\Big(\Big(\sum_{i=1}^{n-1} f(x_i)\Big)+f(x_n)\Big)-\sum_{k=0}^{n-1} f(x_{k})$$ [/mm]
[mm] $$=\Big(\red{\sum_{i=1}^{n-1} f(x_i)}\Big)+f(x_n)-\Big(f(x_0)+\red{\sum_{k=1}^{n-1} f(x_{k})}\Big)=f(x_n)-f(x_0)$$ [/mm]

Der Rest folgt aus [mm] $x_n=b$ [/mm] und [mm] $x_0=a\,.$ [/mm]

Gruß,
  Marcel

Bezug
        
Bezug
Riemann Summe: Fälligkeit abgelaufen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:20 Mi 17.04.2013
Autor: matux

$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
Bezug
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