calculus

Somme de Riemann

Une somme de Riemann approche l'aire sous une courbe en découpant la région en rectangles. À mesure que les rectangles s'amincissent, la somme converge vers l'intégrale définie.

Une somme de Riemann approche l'aire sous une courbe y=f(x)y = f(x) sur [a,b][a, b] en découpant l'intervalle en nn sous-intervalles de largeur Δx=(b−a)/n\Delta x = (b-a)/n et en sommant les aires de nn rectangles :

Sn=∑i=1nf(xi∗) ΔxS_n = \sum_{i=1}^n f(x_i^*) \, \Delta x

où xi∗x_i^* est un point d'échantillonnage dans le ii-ième sous-intervalle. Choix courants :

  • Somme de Riemann à gauche : xi∗=a+(i−1)Δxx_i^* = a + (i-1)\Delta x.
  • Somme de Riemann à droite : xi∗=a+iΔxx_i^* = a + i \Delta x.
  • Règle du point milieu : milieu du sous-intervalle (plus précise).

Lorsque n→∞n \to \infty (les rectangles deviennent arbitrairement minces), si ff est intégrable, la somme de Riemann converge vers l'intégrale définie :

∫abf(x) dx=lim⁡n→∞Sn.\int_a^b f(x)\,dx = \lim_{n \to \infty} S_n.

Cette définition de l'intégrale relie la sommation discrète à l'aire continue, ce qui motive la notation intégrale ∫\int comme un « S allongé » désignant la somme. Les sommes de Riemann sont aussi à la base de toute intégration numérique (règle des trapèzes, règle de Simpson).

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