1。这样的例子不存在。
证明:
设f(u),g(x)分别是复合函数f(g(x))的外函数和内函数。由题,f(u)可积,g(x)连续。
由f(u)可积,设f(u)的不连续点的集合U,则m(U)=0,U至多可数。设u0属于U,则集合Eu0={x0|u0=g(x0),f(g(x0))是f(g(x))的不连续点}的测度只能是0。否则,若m(Eu0)>0,则必有x轴(实数集R)上测度大于0的区间I属于Eu0,I中的每个内点x0都取值f(u0),从而f(g(x))在x0点连续,与Eu0的定义矛盾。设集合EU=Eu0的并集(u0属于U),则EU至多可数,从而m(EU)=0
设V是f(u)的所有连续点的集合。任取v0属于V,则对任意的x0,f(x0)=v0,f(g(x))在x0点连续。
从而EU是f(g(x))的所有不连续点的集合。
因为m(EU)=0,所以f(g(x))可积。
注1:实变函数Riemann可积的充要条件是不连续点的测度为0。本定理一般出现在在实变函数课程中。但徐森林的《数学分析》教材中有证明。可去图书馆参考。
绝对是Riemann可积的充要条件。你查查文献再问问题。
注2:证明的思想是,f(u)的连续点依然是f(g(x))的连续点;故f(g(x))的不连续点只能在f(u)的不连续点上。讨论f(u)的不连续点的定义域,可知,f(g(x))的不连续点的测度为0
注3:应该也能用分划的方法证明,只是麻烦
2.如果一个函数既有原函数,又有界,那么在闭区间上必然可积
证明:设f(x)在[a,b]上有界,存在[a,b]上的函数F'(x)=f(x)。
任取[a,b]的分划S:
a=x0
则Riemann和为
E=sigma(f(ei)*(xi-x(i-1))) i=1,..,n
当|S|=max[xi-x(i-1)],i=1,...,n足够小时
F(xi)-F(x(i-1))=F'(ei)(xi-x(i-1))+o(|S|)
=f(ei)*(xi-x(i-1))+o(|S|)
即可用F(xi)-F(x(i-1))近似代替f(ei)*(xi-x(i-1)),误差任意小。故
E=sigma(F(xi)-F(x(i-1))+o(|S|)
=|F(b)-F(a)|+o(|S|)
从而limE=(F(b)-F(a) |S|->0
由于F(x)可导,故连续,有界,所以F(b)-F(a)为有限值。故f(x)在[a,b]上可积,积分值为F(b)-F(a)。
至于你说的有界条件,用在了标志点组的选取上;同时也是Riemann可积的必要条件