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∫ Riemann-Summen-Rechner (Näherung des bestimmten Integrals)

Geben Sie eine Funktion f(x), das Intervall [a, b] und die Anzahl der Unterteilungen n ein. Dieser Rechner approximiert das bestimmte Integral mit der von Ihnen gewählten Methode — linke, rechte, mittelpunkt- oder trapezielle Riemann-Summe — und zeichnet dabei die Funktion sowie die Näherungsformen.

Nur Grundrechenarten (+ − × ÷ ^) sowie sin, cos, tan, sqrt, pow, abs, exp, log, pi, e, x sind erlaubt.

z. B. x^2, sin(x), sqrt(x)+1, pow(x,3)

Approximierter Integralwert
Funktionsgraph und Näherungsformen
RATGEBER

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Was ist eine Riemann-Summe?

Eine Riemann-Summe approximiert die Fläche (das bestimmte Integral) zwischen einer Funktion f(x) und der x-Achse als Summe vieler kleiner Rechtecke (oder Trapeze). Das Intervall [a, b] wird in n Teile mit Breite Δx = (b−a)/n unterteilt, und je nachdem, wie die Höhe jedes Teils gewählt wird, erhält man die linke Riemann-Summe, die rechte Riemann-Summe, die Mittelpunkt-Riemann-Summe oder die Trapezregel. Wenn n wächst (feinere Unterteilungen), konvergiert die Näherung zum echten bestimmten Integral.
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Unterschiede der 4 Methoden

Die linke Riemann-Summe verwendet als Höhe den Funktionswert an der linken Kante jedes Teilintervalls, während die rechte Riemann-Summe die rechte Kante verwendet. Die Mittelpunkt-Riemann-Summe nutzt den Wert in der Mitte jedes Teilintervalls und liefert im Allgemeinen einen kleineren Fehler als die linke/rechte Riemann-Summe. Die Trapezregel approximiert mit Trapezen statt mit Rechtecken und erreicht in der Genauigkeit oft dieselbe oder bessere Genauigkeit als die Mittelpunkt-Summe. Dieser Rechner unterstützt alle 4 Methoden und zeichnet die Formen entsprechend Ihrer Auswahl.
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Ausdruckseingabe und Sicherheit

Dieser Rechner verwendet niemals eval(), um beliebigen Code in Ihrem Browser auszuführen – stattdessen wird Ihre Eingabe mit einem eigens entwickelten Ausdrucksparser analysiert. Es sind nur Zahlen, x, die Konstanten pi und e, Grundrechenarten und Potenzierung (^), Klammern sowie die Funktionen sin, cos, tan, sqrt, pow, abs, exp, log erlaubt. Jedes andere Zeichen oder Skript-Syntax wird vor der Auswertung mit einem Fehler abgelehnt.

Häufig gestellte Fragen

Welche Methode ist am genauesten?
Im Allgemeinen haben die Mittelpunkt-Riemann-Summe und die Trapezregel einen kleineren Fehler als die linke oder rechte Riemann-Summe. Erhöht man die Anzahl der Unterteilungen (n), nähern sich alle vier Methoden dem wahren bestimmten Integral an.
Welche Ausdrücke kann ich eingeben?
Es sind nur Grundrechenarten (+ − × ÷), Potenzierung (^), die Funktionen sin, cos, tan, sqrt, pow(a,b), abs, exp, log (Natürlicher Logarithmus), die Konstanten pi und e sowie die Variable x erlaubt. Alle anderen Zeichen, Funktionsnamen, Semikolons usw. führen zu einer Fehlermeldung.
Warum gibt es eine Begrenzung für die Anzahl der Unterteilungen (n)?
Ein zu großes n könnte zu lange dauern, um im Browser berechnet und gerendert zu werden, daher ist es aus Sicherheitsgründen auf 10,000 begrenzt. Die meisten Approximationen sind bereits deutlich genau genug innerhalb dieses Bereichs.