Um Curso de Cálculo, Volume 3

Hamilton Luiz Guidorizzi · Capítulo 48 de 71

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Um Curso de Cálculo, Volume 3

Apêndice 1 Teorema de Fubini

Apêndice

1

 

TEOREMA DE FUBINI

 

A1.1. SOMAS SUPERIOR E INFERIOR

Seja o retângulo 2 A = {( x, y ) ∈ ℝ | a ≤ x ≤ b, c ≤ y ≤ d} e seja f (x, y) definida e limitada em A. Seja

P = {(xi, yj) | i = 0, 1, 2, …, n e j = 0, 1, 2, …, m}

uma partição do retângulo A. Façamos

M = sup {f (x, y) | (x, y) A } ij ∈ ij

e

m = inf {f (x, y) | (x, y) ij∈ A } ij

onde A ij é o retângulo xi−1 ≤ x ≤ xi e yj−1 ≤ y ≤ yj.

O número

 

denomina-se soma superior de f relativa à partição P. Por outro lado,

denomina-se soma inferior de f relativa à partição P.

 

Tendo em vista que, para todo (r , s ) A , i j ∈ ij

m ij ≤ f (ri, sj) ≤ Mij

resulta

 

Como Mij é o supremo do conjunto dos números f (x, y), com (x, y) ∈ Aij, resulta que, para todo 1 > 0 dado, existe em Aij tal que

M ij − 1 < f .

Daí

Mij Δxj Δyj − f Δxi Δyj < 1 Δxi Δyj

para i = 1, 2, …, n e j = 1, 2, …, m. Portanto,

 

Nosso objetivo, a seguir, é provar que se f (x, y) for integrável no retângulo A, então

 

(Lembre-se de que Δ é o maior dos números Δx , Δx , …, Δx , Δy , Δy , …, Δy .) 1 2 n 1 2 m

De fato, sendo f (x, y) integrável no retângulo A, dado > 0 existe δ > 0 (com δ dependendo apenas de e não da escolha de (ri, sj) em Aij) tal que