calculus

Soma de Riemann

Uma soma de Riemann aproxima a área sob uma curva dividindo a região em retângulos. À medida que os retângulos ficam mais finos, a soma converge para a integral definida.

Uma soma de Riemann aproxima a área sob uma curva y=f(x)y = f(x) em [a,b][a, b] dividindo o intervalo em nn subintervalos de largura Δx=(ba)/n\Delta x = (b-a)/n e somando as áreas de nn retângulos:

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

onde xix_i^* é um ponto de amostragem no ii-ésimo subintervalo. Escolhas comuns:

  • Soma de Riemann à esquerda: xi=a+(i1)Δxx_i^* = a + (i-1)\Delta x.
  • Soma de Riemann à direita: xi=a+iΔxx_i^* = a + i \Delta x.
  • Regra do ponto médio: ponto médio do subintervalo (mais precisa).

Quando nn \to \infty (os retângulos ficam arbitrariamente finos), se ff for integrável, a soma de Riemann converge para a integral definida:

abf(x)dx=limnSn.\int_a^b f(x)\,dx = \lim_{n \to \infty} S_n.

Essa definição da integral conecta a soma discreta com a área contínua, motivando a notação integral \int como um "S esticado" de soma. As somas de Riemann também são a base de toda integração numérica (regra do trapézio, regra de Simpson).