4.1.5  Zur Struktur des Raumes R[a,b].

Theorem 4.1.11. Es sei f,g R[a,b], α sowie [c,d] [a,b]. Dann gilt (f + g) R[a,b], (4.2) αf R[a,b], (4.3) |f| R[a,b], (4.4) f[c,d] R[c,d], (4.5) f g R[a,b]. (4.6)

Beweis. Die Eigenschaften (4.2) und (4.3) zeigen wir später im Rahmen von Satz 4.2.1.

Zum Beweis von (4.4) - (4.6) benutzen wir Satz 4.1.10. Aus f R[a,b] folgt (4.1). Wegen ω(f, Δk) = sup x,xΔk|f(x) f(x)| sup x,xΔk||f(x)||f(x)|| = ω(|f|, Δ k) 0

gilt damit die Eigenschaft (4.1) auch dann, wenn man f durch |f| ersetzt. Letzteres bedeutet nach Satz 4.1.10 |f| R[a,b].

Als nächstes merken wir an, dass die integrierbaren Funktionen f,g beschränkt ist, |f(x)|,|g(x)| C für alle x [a,b ]. Dann gilt wegen ω(f g, Δk) = sup x,xΔk|g(x)f(x) g(x)f(x)| sup x,xΔk(|g(x)||f(x) f(x)| + |f(x)||g(x) g(x)|) C(ω(f, Δk) + ω(g, Δk))

die Eigenschaft (4.1) auch für das Produkt f g und damit ist f g R[a,b].

Schliesslich kann man jede Zerlegung δ̃ = {x̃l}l=0m von [c,d] mit λ(δ̃) < Λε als Teilmenge einer geeigneten Zerlegung δ = {xk}k=0n von [a,b] mit λ(δ) < Λε auffassen.4Aus der Positivität der einzelnen Summanden folgt ε > k=0n1ω(f, Δ k)Δxk k=0;Δk[c,d]n1ω(f, Δ k)Δxk = l=0m1ω(f| [c,d],Δ ̃l)Δx̃l

und damit (4.5). □

Problem 4.1.12. Vervollständigen Sie diese Beweisskizzen!

4Dabei gilt {c,d} δ.