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黎曼求和法

圖文 更新时间:2025-04-21 10:41:06

求和(或sigma符号)允許我們在一個表達式中寫出一個長長的求和公式。雖然求和符号在整個數學(特别是微積分)中有很多用途,但我們要解決的是如何使用它來寫黎曼和。

用求和符号來表示黎曼和的例子

假設我們在X=0.5和X=3.5區間上逼近f(x)=√x曲線下的面積

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)1

現在我們将上述區間分為四個相等的部分,并使用求和符号來表示這四個相等的細分的區間,這就是我們所說的黎曼和(這裡的相等指的是X上的等距劃分)

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)2

讓 A(i)表示第i個近似矩形的面積

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)3

整個黎曼和可以寫成:

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)4

我們現在要做的是找到 A(i)的表達

整個區間寬度是3,我們想要将其劃分為4個相等部分,所以每個矩形的寬度就是3/4=0.75,每個矩形的高度就是右端點在√x的取值

如下讓xi表示每個長方形的右端點坐标值,我們從X=0.5,間隔為0.75開始,并不斷循環

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)5

因此xi的坐标公式就是0.5 0.75i,它在Xi的取值就是

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)6

所以我們得到了矩形 A(i)面積的一般表達式

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)7

現在剩下的就是把從1到4的矩形的表達式的值加起來

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)8

總結:用求和符号表示黎曼和的過程

想象一下我們想在區間[a,b]内用n等分逼近f(x)圖下的面積

定義ΔX: 用Δx表示每個矩形的寬度,Δx=(b-a)/n

定義Xi: xi表示每個矩形的右端點,然後xi=a Δxi

每個矩形的高度就是f(xi),每個矩形的面積就是Δxf(xi)

對矩形面積求和現在我們使用求和符号來表示所有矩形的面積

值得一提的是:左黎曼和右黎曼和是不同的

當我們寫一個右黎曼和時,我們取得i是從1到n的值

然而,當我們寫一個左黎曼和時,我們取得i值是從0到n-1(這将給出每個矩形左端點處的f值)。

黎曼求和法(我們用求和原理表示黎曼和的本質原理)9

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