数式で独楽する

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定積分

関数 f(x) aから bまでの定積分 \displaystyle \int_a^b f(x)dxとは、次のように定まる極限値をいいます。

  • 関数 f(x)区間 [ a, b ]で連続である。
  • 区間 [a, b ] n等分し、その分点を a=x_0,x_1,x_2, \cdots ,x_{n -1},x_n=bとする。
  •  \displaystyle \frac{b -a}{n} = \Delta xとする。
  • このときに以下の式で定まる極限である。

\begin{eqnarray}
\int_a^b f(x)dx &=& \lim_{n \to \infty} \sum_{i=0}^{n -1} f(x_i) \Delta x = \lim_{n \to \infty} \left \{ \begin{array}{c} \\ \\ \end{array} f(x_0)\Delta x + f(x_1)\Delta x + \cdots + f(x_{n -1})\Delta x \right \} \\
&=& \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^{n} f(x_i) \Delta x = \lim_{n \to \infty} \left \{ \begin{array}{c} \\ \\ \end{array} f(x_1)\Delta x + f(x_2)\Delta x + \cdots + f(x_n)\Delta x \right \} \\
\end{eqnarray}
ここで a, bをそれぞれ定積分の下限、上限といいます。

以上、積分する区間を等分する前提で書きましたが、等分でなくてもよいです。
\begin{eqnarray}
\int_a^b f(x)dx &=& \lim_{n \to \infty} \sum_{i=0}^{n -1} f(t_i)\Delta x_{i -1} \\
&=& \lim_{n \to \infty} \sum_{i=1}^n f(t_i)\Delta x_i
\end{eqnarray}
ここで、
\begin{eqnarray}
&\bullet &\Delta x_i = x_i -x_{i -1} \quad (i = 1,2,\cdots , n) \\
&\bullet & x_0 = a, \quad x_n = b \\
&\bullet & n \to \infty のとき、\Delta x_i \to 0\\
&\bullet & t_i \in [x_{i -1},x_i]
\end{eqnarray}
です。

似たようなことを
積分について - 数式で独楽する
で述べています。