4.3
考虑一个闭区间上的函数。为了近似曲线下的面积,将该区间划分为若干等长的子区间,从而形成宽度相等的矩形。
在子区间内任选一点,并以该点处的函数值作为矩形的高。将高与宽度相乘,即可得到该矩形的面积。通过累加所有矩形的面积,可近似得到曲线下方的总面积,该和称为黎曼和。
函数在给定区间上的定积分定义为:当子区间数量趋近于无穷大且每个矩形的宽度趋近于无穷小时,其黎曼和的极限(如果该极限存在)。
例如,考虑一辆以变化速度行驶的汽车。将整个行驶时间划分为相等的时间间隔。
在每个时间区间内,选择一个任意的时间点并取其对应的速度值。将该速度乘以区间宽度,以估算行进的距离。
这些形式的总和构成一个黎曼和,在本例中,曲线下的面积在物理上被解释为汽车行驶的距离。当速度保持为正时,通过在给定区间内对速度函数进行积分即可求得总距离。