1. Aire sous la courbe et sommes de Riemann
L'essentiel
- Pour une fonction f continue et positive sur [a ; b], l'intégrale ∫ab f(x) dx est l'aire du domaine compris entre la courbe, l'axe des abscisses et les droites x = a et x = b (en unités d'aire).
- On découpe [a ; b] en n bandes de largeur h = (b − a)/n et on remplace chaque bande par un rectangle : c'est une somme de Riemann.
- Rectangles à gauche, à droite, au milieu, ou trapèzes : toutes ces sommes tendent vers la même limite quand n → +∞. Cette limite est l'intégrale.
- La méthode des trapèzes et celle du point milieu convergent bien plus vite : l'erreur est divisée par 4 quand on double n, contre 2 pour les rectangles à gauche ou à droite.
- Le symbole ∫ est un S allongé, pour « somme » ; dx rappelle la largeur des bandes.
Sn = h · [ f(x0) + f(x1) + … + f(xn−1) ] → ∫ab f(x) dx
Simulation : découper l'aire
Somme approchée
Valeur exacte
Erreur
Largeur d'une bande h