calculus

ریمان مجموعہ

ریمان مجموعہ کسی منحنی کے نیچے کے رقبے کا تخمینہ خطے کو مستطیلوں میں تقسیم کر کے لگاتا ہے۔ جیسے جیسے مستطیل پتلے ہوتے جاتے ہیں، یہ مجموعہ معیّن تکمیل کی طرف متقارب ہوتا ہے۔

ایک ریمان مجموعہ، [a,b][a, b] پر منحنی y=f(x)y = f(x) کے نیچے کے رقبے کا تخمینہ، وقفے کو Δx=(ba)/n\Delta x = (b-a)/n چوڑائی کے nn ذیلی وقفوں میں تقسیم کر کے اور nn مستطیلوں کے رقبوں کو جمع کر کے لگاتا ہے:

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

جہاں xix_i^*، ii ویں ذیلی وقفے میں ایک نمونہ نقطہ ہے۔ عام انتخاب:

  • بائیں ریمان مجموعہ: xi=a+(i1)Δxx_i^* = a + (i-1)\Delta x۔
  • دائیں ریمان مجموعہ: xi=a+iΔxx_i^* = a + i \Delta x۔
  • وسطی نقطہ قاعدہ: ذیلی وقفے کا وسطی نقطہ (زیادہ درست)۔

جب nn \to \infty (مستطیل بے حد پتلے ہو جاتے ہیں)، اگر ff قابلِ تکمیل ہو تو ریمان مجموعہ معیّن تکمیل کی طرف متقارب ہوتا ہے:

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

تکمیل کی یہ تعریف غیر متصل جمع اور متصل رقبے کو آپس میں جوڑتی ہے، اور تکمیل کے اشارے \int کو جمع کے لیے ایک "کھنچے ہوئے S" کے طور پر متحرک کرتی ہے۔ ریمان مجموعے ہر عددی تکمیل (سہ رخی قاعدہ، سمپسن کا قاعدہ) کی بنیاد بھی ہیں۔