Miera rovinného útvaru

Postup určenia obsahu útvaru


Pomocou Jordanovej metódy môžeme odhadnúť obsah ohraničeného útvaru  U tak, že ho vhodne umiestnime do štvorcovej siete.

V prvom kroku merania (určovania obsahu útvaru) si zvolíme štvorcovú sieť  S_{e_1} s rozmerom  e_1 . (Napríklad  1 dm ).
  1. Jednotka miery je štvorec  E_1 so stranou  e_1 a podľa dohovoru pre jeho veľkosť/obsah  S(E_1) platí  S(E_1)=(e_1)^2 .
  2. Určíme všetky štvorce, ktoré patria do jadra J_1
  3. Nech  n_1 je počet štvorcov siete, ktoré patria do jadra útvaru, potom pre obsah jadra útvaru platí
     S(J_1)=n_1 \cdot (e_1)^2
    čo predstavuje dolný odhad obsahu meraného útvaru.
  4. Podobne postupujeme pri určovaní obsahu obalu. Spočítame všetky štvorce, ktoré patria obalu  O_1 meraného útvaru  U .
  5. Nech  m_1 je počet štvorcov siete, ktoré patria do obalu útvaru, potom pre obsah jadra útvaru platí
     S(O_1)=m_1 \cdot (e_1)^2
    čo predstavuje horný odhad obsahu meraného útvaru.
  6. Po prvom meraní dôjdeme k záveru, že pre obsah  S(U) útvaru  U platí
     n_1 \cdot (e_1)^2 \leq S(U) \leq m_1 \cdot (e_1)^2
    čo predstavuje dolný odhad obsahu meraného útvaru. Ak nám takýto odhad nestačí, zjemníme štvorcovú sieť.


V druhom kroku merania zvolíme menšiu jednotkovú úsečku  e_2= \frac{1}{10} e_1 \Leftrightarrow e_1=10e_2  . (Napríklad   1cm ).
  1. Teraz jednotka miery je štvorec  E_2 , ktorý má 100 násobne menší obsah ako štvorec  E_1 . Pre jeho obsah platí  S(E_2)=\frac{1}{100}e_1  .
  2. Zrejme platí, že každý štvorec z jadra J_1 obsahuje 100 menších štvorcov zjemnenej štvorcovej siete.
  3.     
  4. Tieto menšie štvorce určite patria do jadra J_2, ktoré bolo vytvorené v zjemnenej sieti. Preto platí
     J_1 \subset J_2 \subset U  \Leftrightarrow S(J_1) \leq S(J_2) \leq S(U)
  5. Analogické vzťahy platia aj pre obsah obalu:
     U \subset O_2 \subset O_1  \Leftrightarrow S(U) \leq S(O_2) \leq S(O_1) .
  6. Z predchádzajúcich vzťahov a po  n krokoch zjemňovania siete dostaneme
     S(J_1) \leq  S(J_2) \leq \cdot \cdot \cdot S(J_n) \leq \cdot \cdot \cdot \leq S(U) \leq  \cdot \cdot \cdot \leq S(O_n) \cdot \cdot \cdot \leq S(O_2) \leq S(O_1)  .

Potom zrejme postupnosť   {S(J_n)}^ \infty _{i=1} je neklesajúca, zhora ohraničená a postupnosť   {S(O_n)}^ \infty _{i=1} je nerastúca, zdola ohraničená. Členy postupnosti  {S(J_n)}^ \infty _{i=1} sú dolné ohraničenia a členy postupnosti  {S(O_n)}^ \infty _{i=1} sú horné ohraničenia veľkosti útvaru  U a limity týchto postupností sa rovnajú hodnote S(U).
\( .\)