UTILS.
۱۰۰٪ در مرورگر
📊

ماشین‌حساب مجموع ریمان

تقریب مساحت زیر f(x) روی [a,b] با قواعد چپ، راست، نقطه‌میانی یا ذوزنقه و n زیربازه، با خطا نسبت به انتگرال دقیق.

f(x)، بازه، زیربازه‌ها و یک قاعده را وارد کنید. کران‌ها اعداد، pi یا e را می‌پذیرند.

درباره این ابزار

ماشین‌حساب مجموع ریمان یک ابزار رایگان و درون‌مرورگری حساب دیفرانسیل است که مساحت زیر یک منحنی y = f(x) را روی یک بازه [a, b] با تقسیم آن به n زیربازه مساوی با عرض Δx = (b − a)/n و جمع کردن مساحت مستطیل‌ها یا ذوزنقه‌ها تقریب می‌زند. این ابزار هر چهار قاعده استاندارد را محاسبه می‌کند: مجموع چپ Σf(xᵢ)·Δx روی i = 0…n−1، مجموع راست روی i = 1…n، مجموع نقطه‌میانی با استفاده از مرکز هر زیربازه، و قاعده ذوزنقه (Δx/2)·[f(x₀) + 2·Σf(xᵢ) + f(xₙ)].

همه چیز به‌صورت محلی در مرورگر شما محاسبه می‌شود، بنابراین هیچ‌چیزی که وارد می‌کنید به جایی ارسال نمی‌شود. بازه، تعداد زیربازه‌ها n و اینکه کدام قاعده برجسته شود را انتخاب کنید؛ ابزار مستطیل‌ها یا ذوزنقه‌های متناظر را روی منحنی روی یک بوم ترسیم می‌کند تا ببینید چگونه تقریب ناحیه را پوشش می‌دهد. تابع زیرانتگرال را با عملگرهای معمول، ^ برای توان‌ها، پرانتزها، ثابت‌های pi و e و توابعی مانند sin, cos, exp, ln و sqrt تایپ کنید.

برای نشان دادن دقت، ماشین‌حساب همچنین یک مقدار مرجع با وضوح بالا با قاعده سیمپسون مرکب محاسبه می‌کند و خطای مطلق و نسبی روش انتخابی شما را نسبت به آن گزارش می‌دهد. با افزایش n مستطیل‌ها منحنی را محکم‌تر در بر می‌گیرند و خطا کوچک می‌شود — قواعد نقطه‌میانی و ذوزنقه بسیار سریع‌تر از مجموع‌های چپ یا راست همگرا می‌شوند. برای x² روی [0, 2] مساحت دقیق 8/3 ≈ 2.6667 است و قاعده نقطه‌میانی تنها با 10 زیربازه از قبل بسیار نزدیک است.

پرسش‌های پرتکرار

تفاوت بین چهار قاعده چیست؟
مجموع‌های چپ و راست از مقدار تابع در لبه چپ یا راست هر زیربازه به‌عنوان ارتفاع مستطیل استفاده می‌کنند؛ قاعده نقطه‌میانی از مقدار در مرکز استفاده می‌کند؛ قاعده ذوزنقه دو مقدار لبه را میانگین می‌گیرد و یک ذوزنقه تشکیل می‌دهد. نقطه‌میانی و ذوزنقه معمولاً بسیار دقیق‌تر هستند.
خطا چگونه اندازه‌گیری می‌شود؟
ابزار یک انتگرال مرجع با دقت بالا با قاعده سیمپسون مرکب (2000 زیربازه) محاسبه می‌کند و روش انتخابی شما را با آن مقایسه می‌کند، خطای مطلق |estimate − exact| و خطای نسبی را به‌صورت درصدی از مقدار دقیق گزارش می‌دهد.
افزایش n چه می‌کند؟
زیربازه‌های بیشتر هر مستطیل یا ذوزنقه را باریک‌تر می‌کنند، بنابراین پلکان منحنی را نزدیک‌تر در بر می‌گیرد و خطا کاهش می‌یابد. مجموع‌های چپ و راست تقریباً مانند 1/n بهبود می‌یابند، در حالی که نقطه‌میانی و ذوزنقه مانند 1/n² بهبود می‌یابند و بسیار سریع‌تر همگرا می‌شوند.
مجموع ریمان x² روی [0, 2] چقدر است؟
مساحت دقیق ∫₀² x² dx = 8/3 ≈ 2.6667 است. با n = 10 مجموع چپ کم‌برآورد و مجموع راست بیش‌برآورد می‌کند، در حالی که قواعد نقطه‌میانی و ذوزنقه بسیار نزدیک به 2.6667 می‌رسند؛ n بزرگ‌تر هر چهار را محکم می‌کند.

ابزارهای بیشتر