积分学
黎曼和(Riemann sum)
黎曼和是你在还不知道任何巧妙捷径之前,测量曲线下方面积的办法:你用一排细长的矩形铺满那块区域,算出每个矩形的面积(不过就是宽乘高),再把它们加起来。曲线是弯的,矩形永远贴不严——但你切得越细,剩下那点误差的边角料就越无关紧要。这跟在地图上铺一张方格网、数格子来估计湖面面积是同一个直觉。
严格地说,要近似函数 f 在从 a 到 b 这段区间上的累积量,你把区间切成 n 个小段,每段宽 dx(常写作 delta-x),在每一段里挑一个取样点 x_i,再作和 f(x_1)dx + f(x_2)dx + ... + f(x_n)dx,记作 sum f(x_i) dx。高度 f(x_i) 可以取在每段的左端(左黎曼和)、右端(右黎曼和)或中点(中点和)——选法不同,但当切片缩小时都收敛到同一个值。
黎曼和是定积分背后的脚手架,而不只是个粗略估计。定积分的定义,正是当切片宽度 dx 趋于 0、切片数量无限增多时这些和的极限。所以当矩形变得无限薄,近似就不再是近似,而成为精确值。要注意 f(x_i) 可以是负的,这时它对应的矩形算作负面积——黎曼和追踪的是带符号的净累积量,而不只是几何面积。
sum from i=1 to n of f(x_i) dx, with dx = (b - a)/n
把 n 个细矩形的面积相加;让 n 增大以逼近精确值。
对任何固定的切片数量,左和、右和、中点和一般给出不同的数;它们只有在切片宽度趋于 0 的极限下才一致。
又称
另见