質問<21>
「「積分」」
日付 98/6/24
質問者 悩める若人


積分は微小区間の長方形の和ですよね?
区間を無限にわけることで長方形と曲線のの隙間が埋まる
というのはわかるんですが、それがどうして
積分で次数が1つあがるあの計算につながるのかわかりません。
無限和から積分計算が始まったと思っているのですが・・・

お返事(武田)
日付 98/6/25
回答者 武田
x=b          b
lim  Σ f(x)h = ∫ f(x)dx
h→0 x=a          a
となることを計算してみます。 具体的にf(x)=x
2
のとき、a=0,b=1,h=\(\frac{1}{n}\)として、 h→0をn→∞とする。
x=1
lim  Σ x
2
\(\frac{1}{n}\)
n→∞ x=0
=lim {0
2
\(\frac{1}{n}\)+(\(\frac{1}{n}\))
2
\(\frac{1}{n}\)+(\(\frac{2}{n}\))
2
\(\frac{1}{n}\)+(\(\frac{3}{n}\))
2
\(\frac{1}{n}\)+…
n→∞
…+((n-1)/n)
2
\(\frac{1}{n}\)}
=lim (\(\frac{1}{n}\))
3
{0+1
2
+2
2
+3
2
+……+(n-1)
2

n→∞
平方数の和の公式より

2
+2
2
+3
2
+……+(n-1)
2
=(\(\frac{1}{6}\))(n-1)n(2n-1)より、
lim (\(\frac{1}{n}\))
3
(\(\frac{1}{6}\))(n-1)n(2n-1)
n→∞
=lim (\(\frac{1}{6}\))(1-\(\frac{1}{n}\))(2-\(\frac{1}{n}\))
n→∞
=(\(\frac{1}{6}\))(1-0)(2-0)
=2/6=1/3
左辺は1/3となる。右辺は
1            1
∫ x
2
dx=[x
3
/3]=1/3-0/3=1/3
0            0
したがって、無限和の左辺と定積分の右辺の値がともに1/3となる。