Si f es integrable en [a, b], entonces para
cualquier número real c se tiene que cf es integrable sobre [a,
b] y
.
DEMOSTRACIÓN:
Si c = 0, es evidente
Supongamos que c>0 tomemos
,
para este valor existe una partición P de [a, b] tal que
.
Para esta partición se tiene que (por el lema
y también para L)
.
Luego cf es integrable en [a, b].
Si c < 0 (Por el lema se tiene que
).
Ahora para
existe
una partición P de [a, b] tal que ![]()
luego
cf es integrable en [a, b]
Si c>0

Si c<o

Si f es una función integrable en [a,b]
y
en [a,b],
entonces
.
DEMOSTRACIÓN:
Es una consecuencia de la definición de integral pues si
,
se tinene que para toda partición
de [a,b]
y por lo tanto al ser f integrable, se tiene
que
![]()
Si f y g son dos funciones integrables en [a,b]
y
en [a,b],
se tiene que ![]()
DEMOSTRACIÓN:
Si
se tiene que
y por el
teorema 8 se tiene que
![]()
Si f es una función integrable en [a,b] entonces
es
integrable en [a,b]
y ![]()
DEMOSTRACIÓN:
Definimos las funciónes
y
de la
siguiente forma:
y
,
de esta forma se tiene que ![]()
Al ser f integrable se tiene que para todo
existe una partición
tal que
, sea
el inferior de
,
el superior de
este mismo conjunto. ahora bien
de donde se deduce que
pero
si este máximo es 0, entoncesMi sería negativolo que quiere
decir que
para
todo x de [ti-1, ti] y en consecuencia
en consecuencia
,
de la misma forma se tiene que
.
Para la partición P anterior, se tiene que:
![]()
,
luego
es
integralbe.
Además
es integrable al ser suma de funciones integrables, entonces la función
es integrable al ser también suma de funciones integrables.
Finalmente se teine que:
c.c.q.d.
S f es integrable sobre [a, b] y
.
Entonces ![]()
DEMOSTRACIÓN:
y
![]()
luego
![]()
Supongamos ahora que f es integrable sobre [a, b]. Podemos definir una función F sobre [a, b] de la siguiente forma:
![]()
Si f es integrable sobre [a, b] y F
está definida sobre [a, b] por
entonces F es continua sobre [a, b]
DEMOSTRACIÓN:
Por se f integrable en [a, b], y según la
definición de función integrable, se tiene que f estará acotada, luego
existe un M tal que
.
Esta expresión es equivalente a
.
Sea h>0 , entonces
.
Aplicando el teorema 11 a esta última integral y teniendo en cuenta que la
longitud del intervalo [c, c+h] es h, se tiene que:
o lo que es equivalente a
(1).
Sea ahora h<0 entonces ![]()
Aplicando el teorema 11 a la integral en intervalo [c+h, c] de longitud -h, se tiene que:
multiplicando por -1 esta expresión tendremos:
equivalentemente a
en definitiva queda que :
(2), por lo tanto de (1) y (2) se deduce que
tomando
se
tiene que:
luego F es continua
TEOREMA 13: (PRIMER TEOREMA DEL CÁLCULO INFINITESIMAL)
Sea f integrable [a, b] y se a F la
función definida de la forma
.
S f es continua en c se tiene que F es derivable en c
y además F’(c) = f(c).
DEMOSTRACIÓN:
En primer lugar supongamos que
.
Por definición:
.
Si h>0,
.
Sea
,
entonces por el teorema 11, se tiene que
,
o lo que es lo mismo ![]()
Si
. (1)
Sean
.
Por el teorema 11 y siendo la longitud del intervalo
se tiene que
,
multiplicando por -1 se tiene
. Por lo tanto de (1) se deduce que:
,
ahora bien dividiendo todo por h y teniendo en cuenta que h<0,
se tiene que
.
Entonces para todo h, se tiene que
.
Igualdad que se cumple para cualquier función integrable, sea o no continua.
Sin embargo se, puesto que f es continua en c se tiene que
Luego se tiene que:
![]()
El resultado obtenido es también válido si c<a
pues podemos definir la función
de aquí
por
tanto
Por lo
tanto el teorema 13 se puede extender al caso en que x<c, pues
y entonces ![]()
Si f es continua en [a, b] y f = g’
para alguna función g, entonces ![]()
DEMOSTRACIÓN:
Sea
entonces F es derivable y F’ = f =g’ sobre [a, b],
por lo tanto F = g + c. Ahora bien F(a) = g(a) + c =0, de donde c
= -g(a). Además ![]()
Si f es integrable sobre [a, b] y existe un
función g tal que f = g’, entonces
.
DEMOSTRACIÓN:
Sea P={t0 , t1 , ...........tn } una partición cualquiera de [a, b], por se g derivable, se le puede aplicar el teorema del valor medio en el intervalo [ti-1, ti] , luego:
.
Consideremos como siempre
.
Luego:

Por lo tanto para toda partición P de [a, b]
se tiene que
y como
es el
único número que verifica esta desigualdad para toda partición P de [a,
b] se deduce que ![]()