calculus

ผลรวมรีมันน์

ผลรวมรีมันน์ประมาณค่าพื้นที่ใต้กราฟของเส้นโค้งโดยการแบ่งบริเวณออกเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า เมื่อรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าบางลงเรื่อย ๆ ผลรวมจะลู่เข้าสู่ปริพันธ์จำกัดเขต

ผลรวมรีมันน์ ประมาณค่าพื้นที่ใต้เส้นโค้ง y=f(x)y = f(x) บน [a,b][a, b] โดยการแบ่งช่วงออกเป็น nn ช่วงย่อยที่มีความกว้าง Δx=(ba)/n\Delta x = (b-a)/n แล้วบวกพื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า nn รูป:

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

โดยที่ xix_i^* คือจุดตัวอย่างในช่วงย่อยที่ ii ตัวเลือกที่พบบ่อย:

  • ผลรวมรีมันน์ ซ้าย: xi=a+(i1)Δxx_i^* = a + (i-1)\Delta x
  • ผลรวมรีมันน์ ขวา: xi=a+iΔxx_i^* = a + i \Delta x
  • กฎ จุดกึ่งกลาง: จุดกึ่งกลางของช่วงย่อย (แม่นยำกว่า)

เมื่อ nn \to \infty (รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าบางลงอย่างไม่จำกัด) ถ้า ff หาปริพันธ์ได้ ผลรวมรีมันน์จะลู่เข้าสู่ ปริพันธ์จำกัดเขต:

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

นิยามของปริพันธ์ นี้เชื่อมโยงการบวกแบบไม่ต่อเนื่องเข้ากับพื้นที่แบบต่อเนื่อง อันเป็นที่มาของสัญลักษณ์ปริพันธ์ \int ในฐานะตัว "S ที่ยืดออก" ของคำว่า sum ผลรวมรีมันน์ยังเป็นพื้นฐานของการหาปริพันธ์เชิงตัวเลขทั้งหมด (กฎสี่เหลี่ยมคางหมู กฎของซิมป์สัน)