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解決済み

f(x)=x^2/10 [3,7]のリーマン和の解き方を教えて欲しいです、よろしくお願いします!

回答

✨ ベストアンサー ✨

前にお答えしたのと全く同じ。∫x²dxの時も載ってましたよ。
後は定積分の区間を[0,7]-[0,3]とすればいいだけ。

abc

158/15が正解ですか?

哲治

定積分の計算自体は高校レベル。

abc

158/15が正解だと思い、解答欄に入力するタイプの問題なのですが不正解と弾かれます。

哲治

問題を手書きでなくて写真で見せてくれます?

哲治

英語よくわからないけど、たぶん青い長方形の面積の和を求める文脈だと思う。

abc

それって158/15になりませんかね?

哲治

なるわけない。

哲治

区間の幅をゼロに近づけた時のリーマン和の極限が任意の分割において一意に定まるならばリーマン積分可能であり、それが定積分の値だから。

abc

よく分かってないんで説明お願いしたいです

哲治

つまり画面では青い長方形の面積和をleft endpoint リーマン和としています。
そしてそれが∫[3,7]f(x)dxを下から評価してることを述べています。

哲治

書いてないけどright endpointリーマン和を考えたら上から評価できる。
区間の幅をゼロに近づけたら両方のリーマン和がある一つの極限に収束すると言いたい。

哲治

ただここでは説明をわかりやすくしているので便宜的に僕が述べたように説明をしてると思います。
しかし数学としては区間の幅はもちろん等間隔でもないし、代表点も端の値を選ぶ必要もない。
どんなふうに区間を分割してもリーマン和の極限が同じ一定の値に収束しなければリーマン積分可能とは言わない。

哲治

僕のこの説明でピンとこないなら、全くリーマン積分が理解できてません。
僕がアップした記事を読めるレベルには達してない。
だからもっと簡単な専門書でリーマン積分についてやり直しを勧めます。

哲治

僕がアップした記事は数学科でも辞書代わりに使われるほどの有名な専門書なので。

abc

答えはどのくらいになりますか?

哲治

単なる長方形の面積の和

abc

36+48(1+1/n)+(32(2+3/n+1/n²))/3で合ってますか?

哲治

あれ?図面消えた? もう一度図面アップしてください。

abc

これで合ってますか?

哲治

1/2×1/10(3²+(7/2)²+4²+(9/2)²+5²+(11/2)²+6²+(13/2)²)
を計算したものになります。

abc

導き出す過程を知りたいです、お願いします

哲治

単なる青の長方形の面積なんで。
リーマン積分の仕組みがまるで理解できてないと思いますよ。
仕組みとしてはこの関連記事のとおり。
求めたい面積を上下から挟み込んでいるイメージ理解できますか?

abc

はい

哲治

確か英語の文章は、青の長方形の面積で下から評価してるわけです。
そして区間を無限に分割していくと、その極限が定積分の値になります。
そしてその極限が存在することをリーマン可積分といいます。

abc

なるほど🤔

哲治

もちろんこれらは積分を原理のお話です。
実際の積分計算ではこんな分割とかリーマン和なんか1ミリも考えませんよ。
普通に計算すればいいのです。

abc

積分の計算は出来ますが、リーマン和の求め方が分かりません

哲治

僕自身は数学科なんで、リーマン積分不可能な関数とかいろいろな例外的な関数を学ぶのですけれど。
工学系や物理系ならばほとんどはなめらかな微分可能な関数を実務的には扱うことがほとんどでしょう。

abc

工学系なんで、例外的なのは分かっていません

哲治

リーマン和は長方形の面積なんで、分割の幅と代表点の取り方で異なる。
等間隔かつ端点が代表点ならば、区分求積法と同じことになります。

abc

はい

哲治

だからそもそもリーマン和って1個じゃなくて無限にあるのわかりますか?

abc

なるほど🤔

哲治

リーマン積分なんかは工学系では教養としては勉強するけど、後の学年では何の関係もないと思いますよ。
そちら工学屋さんはそもそもリーマン可積分な関数を上手く変数変換や置換積分、部分積分等の手法を駆使して値を求めるのがやりたい。
僕ら数学屋はリーマン積分できない関数は?とかリーマン積分の限界は?とか、積分で面積、体積がなぜ求まるか?とかそんなことやりたい。

哲治

だからわからなかったら無理に気にすることもないと思いますよ。

abc

ちなみに、今回の問題の答えを導く過程を知りたいです

哲治

もう全て説明していますよ。
この問題では代表点を区間の左端、区間の幅は1/2としてリーマン和を求めさせています。

abc

さっきの計算式の1/10以降がどこから来たのか分からないです

哲治

こんな感じ。

abc

なるほど、これは右側のリーマン和も似たような解き方になりますか?

哲治

そうです。右側だと上から評価してるわけです。

abc

分かりました、ありがとうございました!

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