UTILS.
100% в браузере
📊

Калькулятор суммы Римана

Приближает площадь под f(x) на [a,b] методами левых, правых, срединных прямоугольников или трапеций с n подынтервалами, с ошибкой относительно точного интеграла.

Введите f(x), интервал, подынтервалы и метод. Пределы принимают числа, pi или e.

Об этом инструменте

Калькулятор суммы Римана — это бесплатный браузерный инструмент исчисления, который приближает площадь под кривой y = f(x) на интервале [a, b], разбивая его на n равных подынтервалов шириной Δx = (b − a)/n и суммируя площади прямоугольников или трапеций. Он вычисляет все четыре стандартных метода: левую сумму Σf(xᵢ)·Δx по i = 0…n−1, правую сумму по i = 1…n, срединную сумму по центру каждого подынтервала и метод трапеций (Δx/2)·[f(x₀) + 2·Σf(xᵢ) + f(xₙ)].

Всё вычисляется локально в вашем браузере, поэтому ничего из введённого никуда не отправляется. Выберите интервал, число подынтервалов n и метод для выделения; инструмент рисует соответствующие прямоугольники или трапеции над кривой на холсте, чтобы вы видели, как приближение покрывает область. Вводите подынтегральное выражение с обычными операторами, ^ для степеней, скобками, константами pi и e и функциями вроде sin, cos, exp, ln и sqrt.

Для демонстрации точности калькулятор также вычисляет высокоточное эталонное значение составной формулой Симпсона и сообщает абсолютную и относительную ошибку выбранного метода относительно него. По мере увеличения n прямоугольники плотнее прилегают к кривой, и ошибка уменьшается — методы срединных прямоугольников и трапеций сходятся намного быстрее левых или правых сумм. Для x² на [0, 2] точная площадь равна 8/3 ≈ 2.6667, и метод срединных прямоугольников всего с 10 подынтервалами уже очень близок.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между четырьмя методами?
Левые и правые суммы используют значение функции на левом или правом краю каждого подынтервала как высоту прямоугольника; метод срединных прямоугольников использует значение в центре; метод трапеций усредняет два краевых значения, образуя трапецию. Срединные прямоугольники и трапеции обычно намного точнее.
Как измеряется ошибка?
Инструмент вычисляет высокоточный эталонный интеграл составной формулой Симпсона (2000 подынтервалов) и сравнивает с ним выбранный метод, сообщая абсолютную ошибку |оценка − точное| и относительную ошибку в процентах от точного значения.
Что даёт увеличение n?
Больше подынтервалов делают каждый прямоугольник или трапецию уже, поэтому ступенчатая линия плотнее прилегает к кривой и ошибка уменьшается. Левые и правые суммы улучшаются примерно как 1/n, тогда как срединные прямоугольники и трапеции — как 1/n², сходясь намного быстрее.
Чему равна сумма Римана x² на [0, 2]?
Точная площадь равна ∫₀² x² dx = 8/3 ≈ 2.6667. При n = 10 левая сумма занижает, а правая завышает, тогда как методы срединных прямоугольников и трапеций попадают очень близко к 2.6667; большее n сближает все четыре.

Больше инструментов