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Calculadora de Soma de Riemann

Aproxime a área sob f(x) em [a,b] com as regras da esquerda, direita, ponto médio ou trapézio e n subintervalos, com o erro em relação à integral exata.

Informe f(x), o intervalo, os subintervalos e uma regra. Os limites aceitam números, pi ou e.

Sobre esta ferramenta

A Calculadora de Soma de Riemann é uma ferramenta de cálculo gratuita, executada no navegador, que aproxima a área sob uma curva y = f(x) em um intervalo [a, b] dividindo-o em n subintervalos iguais de largura Δx = (b − a)/n e somando áreas de retângulos ou trapézios. Ela calcula todas as quatro regras padrão: a soma da esquerda Σf(xᵢ)·Δx sobre i = 0…n−1, a soma da direita sobre i = 1…n, a soma do ponto médio usando o centro de cada subintervalo e a regra do trapézio (Δx/2)·[f(x₀) + 2·Σf(xᵢ) + f(xₙ)].

Tudo é calculado localmente no seu navegador, então nada do que você informa é enviado a lugar algum. Escolha o intervalo, o número de subintervalos n e qual regra destacar; a ferramenta desenha os retângulos ou trapézios correspondentes sobre a curva em uma tela para que você possa ver como a aproximação cobre a região. Digite o integrando com os operadores usuais, ^ para potências, parênteses, as constantes pi e e, e funções como sin, cos, exp, ln e sqrt.

Para mostrar a precisão, a calculadora também calcula um valor de referência de alta resolução com a regra composta de Simpson e relata o erro absoluto e relativo do método escolhido em relação a ele. À medida que você aumenta n, os retângulos abraçam a curva mais de perto e o erro diminui — as regras do ponto médio e do trapézio convergem muito mais rápido do que as somas da esquerda ou da direita. Para x² em [0, 2] a área exata é 8/3 ≈ 2,6667, e a regra do ponto médio com apenas 10 subintervalos já está muito próxima.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre as quatro regras?
As somas da esquerda e da direita usam o valor da função na borda esquerda ou direita de cada subintervalo como altura do retângulo; a regra do ponto médio usa o valor no centro; a regra do trapézio faz a média dos dois valores das bordas, formando um trapézio. Ponto médio e trapézio são geralmente muito mais precisos.
Como o erro é medido?
A ferramenta calcula uma integral de referência de alta precisão com a regra composta de Simpson (2000 subintervalos) e compara o método escolhido a ela, relatando o erro absoluto |estimativa − exato| e o erro relativo como uma porcentagem do valor exato.
O que aumentar n faz?
Mais subintervalos tornam cada retângulo ou trapézio mais estreito, então a escada abraça a curva mais de perto e o erro diminui. As somas da esquerda e da direita melhoram aproximadamente como 1/n, enquanto o ponto médio e o trapézio melhoram como 1/n², convergindo muito mais rápido.
Qual é a soma de Riemann de x² em [0, 2]?
A área exata é ∫₀² x² dx = 8/3 ≈ 2,6667. Com n = 10, a soma da esquerda subestima e a soma da direita superestima, enquanto as regras do ponto médio e do trapézio ficam muito próximas de 2,6667; um n maior aproxima todas as quatro.

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