Bevisa Cauchys integralkriterium
Halloj!
Jag försöker bevisa Cauchys integralkriterium som lyder på följande sätt:
Låt och vara monotont avtagande. Då gäller följande ekvivalens:
Jag tänker att vi vill visa detta i båda riktningar, främst till höger. Det känns som att vänsterriktningen är ganska enkel att bevisa (serien är alltid större än eller lika med integralen och om serien konvergerar måste givetvis även integralen konvergera). I högerriktningen tänkte jag att man kunde jämföra Riemannsumman för integralen med serien för att se om man kan dra några klyftiga slutsatser. Jag tänker alltså att:
För en passande partition av -axeln.
Den andra summan kan man också se som en Riemannsumma:
för en partition av -axeln sådan att varje får längd .
Men jag kommer inte någonstans. Hjälp skulle uppskattas!
Spontant tänker jag att, då är monotont avtagande, så kan man utnyttja att
för heltal
Dela in integr. intervallet i vänsterslutna delintervall och sätt g(x)= sup{f(x): k<=x<k+1} Då g på detta sätt blir styckvis konstant, så blir dess integral = summan t h. Monotonin ger att f(n)<=g(n) varvid Jämförelsekriteriet ger ==>.