TEOREMA 7:

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


TEOREMA 8:

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 


TEOREMA 9:

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

 


TEOREMA 10:

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.


TEOREMA 11:

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:


TEOREMA 12:

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


COROLARIO:

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


TEOREMA 14. REGLA DE BARROW

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