Autor Tema: Contraejemplo de la regla de Barrow cuando f no es continua

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24 Abril, 2024, 08:18 pm
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madmaax

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¿Puedes dar un contraejemplo de la regla de Barrow cuando no es continua?

Mensaje de la moderación: se ha corregido la ortografía y se ha cambiado el título por uno más informativo.
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25 Abril, 2024, 01:14 am
Respuesta #1

Masacroso

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Bienvenido al foro madmaax. He separado tu mensaje en un nuevo tema porque no tenía mucho que ver con el tema en el cual lo habías escrito originalmente.

No tengo claro cuál es exactamente la formulación de la regla de Barrow pero voy a suponer que es la siguiente: sea \( F \) una primitiva de \( f \) y \( f \) una función continua. Entonces \( \int_{a}^b f(x)\,d x=F(b)-F(a) \).

Si ésa es la formulación de la regla de Barrow, la cual se define para la integral de Riemann, entonces debe darse el caso de que \( F'=f \), ya que ésa es la definición de primitiva de una función. Entonces para cualquier función discontinua con una discontinuidad no esencial (es decir, evitable o de salto) lo anterior no se cumple porque simplemente esas funciones con ese tipo de discontinuidades no tienen primitivas, es decir, no existe tal función \( F \) que sea primitiva de \( f \).

Entonces te puedo mostrar que por ejemplo la función \( f:\mathbb{R}\to \mathbb{R} \) definida por

\( \displaystyle{
f(x):=\begin{cases}
1,&\text{ si }x= 0\\
0,&\text{ otro caso }
\end{cases}
} \)

no tiene primitivas. Si tuviese una primitiva \( F \), como \( f \) es cero en \( (0,\infty ) \), entonces \( F \) sería constante en \( (0,\infty ) \). Lo mismo pasaría en \( (-\infty ,0) \). Pero entonces para que \( F \) fuese diferenciable debería ser continua en todo \( \mathbb{R} \), y por lo anteriormente discutido constante en todo \( \mathbb{R} \). Pero entonces tendríamos que \( F'(x)=0 \) para todo \( x\in \mathbb{R} \), y en particular \( F'(0)=0\neq 1=f(0) \). Por tanto \( f \) carece de primitivas.

25 Abril, 2024, 04:03 am
Respuesta #2

delmar

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Bienvenido al foro madmaax

Solamente para complementar te enuncio el teorema de Barrow o Segundo teorema del cálculo :

Si f es una función continua en un intervalo abierto I, para toda primitiva P de f en el intervalo I y \( \forall{c}\wedge \forall{x}\in{I}\Rightarrow{\displaystyle\int_{c}^{x}f(t)=P(x)-P(c)} \)

Para un contraejemplo, considerar una función discontinua como la dada por Masacroso el intervalo abierto es R, en este caso.

Saludos.