calculus

Somma di Riemann

Una somma di Riemann approssima l'area sotto una curva dividendo la regione in rettangoli. Man mano che i rettangoli si assottigliano, la somma converge all'integrale definito.

Una somma di Riemann approssima l'area sotto una curva y=f(x)y = f(x) su [a,b][a, b] dividendo l'intervallo in nn sottointervalli di ampiezza Δx=(b−a)/n\Delta x = (b-a)/n e sommando le aree di nn rettangoli:

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

dove xi∗x_i^* è un punto campione nell'ii-esimo sottointervallo. Scelte comuni:

  • Somma di Riemann sinistra: xi∗=a+(i−1)Δxx_i^* = a + (i-1)\Delta x.
  • Somma di Riemann destra: xi∗=a+iΔxx_i^* = a + i \Delta x.
  • Regola del punto medio: punto medio del sottointervallo (più accurata).

Quando n→∞n \to \infty (i rettangoli diventano arbitrariamente sottili), se ff è integrabile, la somma di Riemann converge all'integrale definito:

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

Questa definizione dell'integrale lega la sommatoria discreta all'area continua, motivando la notazione integrale ∫\int come una "S allungata" per somma. Le somme di Riemann sono inoltre alla base di ogni integrazione numerica (regola dei trapezi, regola di Simpson).

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