2.リーマン和
われわれは このf(x)の下の領域を等しい幅に切って、高さf(x)の細長い長方形をつくり、その面積の和を考える。
例えば区間[a、b]を4等分して、それぞれの上に高さf(x0)f(x1)f(x2)f(x3)の長方形をつくる。
これらの長方形の面積の和は 小区間の幅(b−a)/4 をΔxと表わせば、
f(x0)・Δx+f(x1)・Δx+f(x2)・Δx+f(x3)・Δx となる。
問題 a=1 b=5で 4等分(Δx=1)したときのこの長方形の面積の和を求めよ。
このような長方形の和をf(x)のaからbまでのリーマン和といい、
f(x)・Δx で表わす
定義 f(x)のaからbまでのリーマン和 f(x)・Δx=f(x0)・Δx+f(x1)・Δx+f(x2)・Δx+・・・ +f(xn−1)・Δx (ただしx0=a xn=b Δx= (b−a)/n ) |
このリーマン和は下の図のようにnをどんどん大きく(Δxをどんどん小さく)していけば、f(x)のaからbまでの下の面積にどんどん近づくであろう。
このことを f(x)=x2 の0から1までの下の面積について確かめてみよう。
n=5のとき
x2・0.2=02・0.2+0.22・0.2+0.42・0.2+0.62・0.2+0.82・0.2=
n=10のとき
x2・0.1=02・0.1+0.12・0.1+0.22・0.1+
同様に計算すると
n=50のとき x2・0.02= 0.3234
n=100のとき x2・0.01=0.32835
n=1000のとき x2・0.001=0.3328335 となる。
このようにΔxに対するf(x)のaからbまでのリーマン和
f(x)Δx は
分割の数nを大きくすることによってΔxをどんどん小さくしていけば、f(x)の下の面積に近づいていくであろう。
質問 分割の数nを大きくし、Δxをどんどん小さくしていけば、リーマン和f(x)Δx はf(x)の下の面積の値といつかは一致するだろうか。
予想 ア.いつかは一致する イ.いつまでも一致しない ウ.どちらともいえない