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Calculatrice de somme de Riemann

Approchez l'aire sous f(x) sur [a,b] avec les règles à gauche, à droite, du point milieu ou des trapèzes et n sous-intervalles, avec l'erreur par rapport à l'intégrale exacte.

Saisissez f(x), l'intervalle, les sous-intervalles, et une règle. Les bornes acceptent des nombres, pi ou e.

À propos de cet outil

La Calculatrice de somme de Riemann est un outil de calcul gratuit, dans le navigateur, qui approche l'aire sous une courbe y = f(x) sur un intervalle [a, b] en le divisant en n sous-intervalles égaux de largeur Δx = (b − a)/n et en sommant les aires de rectangles ou de trapèzes. Elle calcule les quatre règles standard : la somme à gauche Σf(xᵢ)·Δx sur i = 0…n−1, la somme à droite sur i = 1…n, la somme du point milieu utilisant le centre de chaque sous-intervalle, et la règle des trapèzes (Δx/2)·[f(x₀) + 2·Σf(xᵢ) + f(xₙ)].

Tout est calculé localement dans votre navigateur, donc rien de ce que vous saisissez n'est envoyé nulle part. Choisissez l'intervalle, le nombre de sous-intervalles n, et quelle règle mettre en évidence ; l'outil dessine les rectangles ou trapèzes correspondants sur la courbe dans un canevas pour que vous puissiez voir comment l'approximation couvre la région. Saisissez l'intégrande avec les opérateurs habituels, ^ pour les puissances, des parenthèses, les constantes pi et e, et des fonctions telles que sin, cos, exp, ln et sqrt.

Pour montrer la précision, la calculatrice calcule aussi une valeur de référence haute résolution avec la règle de Simpson composée et indique l'erreur absolue et relative de votre méthode choisie par rapport à celle-ci. À mesure que vous augmentez n, les rectangles épousent la courbe plus étroitement et l'erreur diminue — les règles du point milieu et des trapèzes convergent bien plus vite que les sommes à gauche ou à droite. Pour x² sur [0, 2] l'aire exacte est 8/3 ≈ 2,6667, et la règle du point milieu avec seulement 10 sous-intervalles est déjà très proche.

Foire aux questions

Quelle est la différence entre les quatre règles ?
Les sommes à gauche et à droite utilisent la valeur de la fonction au bord gauche ou droit de chaque sous-intervalle comme hauteur du rectangle ; la règle du point milieu utilise la valeur au centre ; la règle des trapèzes fait la moyenne des deux valeurs de bord, formant un trapèze. Le point milieu et les trapèzes sont généralement bien plus précis.
Comment l'erreur est-elle mesurée ?
L'outil calcule une intégrale de référence de haute précision avec la règle de Simpson composée (2000 sous-intervalles) et compare votre méthode choisie à celle-ci, en indiquant l'erreur absolue |estimation − exact| et l'erreur relative en pourcentage de la valeur exacte.
Qu'est-ce qu'augmenter n fait ?
Plus de sous-intervalles rendent chaque rectangle ou trapèze plus étroit, donc l'escalier épouse la courbe plus étroitement et l'erreur diminue. Les sommes à gauche et à droite s'améliorent à peu près comme 1/n, tandis que le point milieu et les trapèzes s'améliorent comme 1/n², convergeant bien plus vite.
Quelle est la somme de Riemann de x² sur [0, 2] ?
L'aire exacte est ∫₀² x² dx = 8/3 ≈ 2,6667. Avec n = 10 la somme à gauche sous-estime et la somme à droite surestime, tandis que les règles du point milieu et des trapèzes atterrissent très près de 2,6667 ; un n plus grand resserre les quatre.

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