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Offensichtlich liegt die gesuchte Fläche \(A_a^b\) für alle \(n \in \mathbb N\) zwischen \(\underline{A_n}\) und \(\overline{A_n}\): \(\overline{A_n} < A_a^b < \overline{A_n}\) Wenn jetzt die Grenzwerte der Ober- und Untersummenfolge existieren und auch noch gleich groß sind, dann muss dieser gemeinsame Grenzwert von Ober- und Untersumme gleich dem gesuchten Flächeninhalt sein.
Für diesen Ausdruck, hat aber der Mathematiker Gauß in seiner Schulzeit einen schönen geschlossenen Ausdruck gefunden. Es gilt nämlich die folgenden Regel: Gaußsche Summenformel Die Summe der ersten $n$ natürlichen Zahlen ergibt sich zu: \[ 1 + 2 + 3 + \cdots + n = \sum_{k=1}^n k = \frac{n(n+1)}{2} = \frac{n^2+n}{2} \] In unserem Fall geht die Summe nur bis $n-1$. Demnach lautet ein äquivalenter Ausdruck $\frac{(n-1) \cdot n}{2}$. Diesen setzen wir nun in die Formel von oben ein und können die Untersumme weiter vereinfachen. Ober und untersumme berechnen taschenrechner der. \underline{A}_n &= \frac{9}{n^2} \left( \frac{(n-1) \cdot n}{2}\right) \\ \underline{A}_n &= \frac{9}{n^2} \cdot \frac{n^2-n}{2} \\ \underline{A}_n &= \frac{9n^2-9n}{2n^2} \\ \underline{A}_n &= \frac{9n^2}{2n^2} - \frac{9n}{2n^2} \\ \underline{A}_n &= 4{, }5 - \frac{9}{2n} Nun müssen wir noch die Obersumme berechnen. Für diese wählen wir in jedem Teilintervall die rechte Grenze. Demnach folgt: \overline{A}_n &= \frac{3}{n} \cdot f\left(\frac{3}{n}\right) + \frac{3}{n} \cdot f\left(2\frac{3}{n}\right) + \ldots + \frac{3}{n} \cdot f\left(n\frac{3}{n}\right) \\ \overline{A}_n &= \frac{3}{n} \cdot \frac{3}{n} \left( 1+2+3+ \ldots + n\right) \\ \overline{A}_n &= \frac{9}{n^2} \cdot \frac{n \cdot (n+1)}{2} \\ \overline{A}_n &= \frac{9n^2+9n}{2n^2} \\ \overline{A}_n &= \frac{9n^2}{2n^2} + \frac{9n}{2n^2} \\ \overline{A}_n &= 4{, }5 + \frac{9}{2n} Um den Flächeninhalt nun zu bestimmen, müssen wir nur noch $n$ gegen Unendlich laufen lassen.
Indem Archimedes die Fläche unter der Funktion in kleine Rechtecke zerlegte, näherte er die tatsächliche Fläche durch zwei berechenbare Flächen an. Links sind vier Rechtecke, die alle komplett unterhalb des Funktionsgraphen liegen. Die Summe der entsprechenden Flächeninhalten nennt man Untersumme. Die Untersumme ist stets etwas kleiner als die tatsächliche Fläche zwischen dem Funktionsgraphen und der \(x\)-Achse. Rechts liegen die Flächenstücke zumteil oberhalb des Funktionsgraphen. Die Summe der entsprechenden Flächeninhalten nennt man Obersumme, man erhält mit der Obersumme einen Wert der stets etwas größer ist als die tatsächliche Fläche zwischen Funktionsgraphen und \(x\)-Achse. Untersumme und Obersumme berechnen? (Schule, Mathe, Mathematik). Berechnung der Untersumme Im Folgenden wird die Obersumme und die Untersumme für das Intervall \([1, 2]\) im bezug auf die quadratische Funktion \(f(x)=x^2\) berechnet. Untersumme Zunächst haben wir das Intervall \([1, 2]\) indem wir die Fläche unter dem Graphen berechnen wollen in vier Teilintervalle unterteilt, mit je einer Breite von \(\frac{1}{4}\).
Die Integralrechnung wird zur Berechnung der Fläche in einem Intervall zwischen dem Graphen einer Funktion und der x-Achse genutzt. i Info Bereits 260 v. Chr. entwickelte Archimedes die Streifenmethode, welche den Ursprung der Integralrechnung bildet. Wenn man den Flächeninhalt nun ermitteln will, unterteilt man die Fläche in vertikale Streifen. Dabei ergeben sich zwei Möglichkeiten: Die erste Einteilung der Fläche wird als Untersumme bezeichnet und ist kleiner als der Flächeninhalt. Hier handelt es sich um die Obersumme und die ist größer als der tatsächliche Flächeninhalt. $\text{Untersumme} \le A \le \text{Obersumme}$! Ober und untersumme berechnen taschenrechner 4. Merke Je geringer man die Abstände zwischen den Streifen setzt (also je mehr Streifen), desto genauer wird das Ergebnis. Beispiel $f(x)=x^2$ im Intervall $[0; 1]$ Man kann nun die Flächeninhalte der Rechtecke (Breite ist $0, 25$ und Höhe ist $x^2$) jeweils zusammenrechnen und erhält folgendes: $U=0, 25\cdot (0^2+0, 25^2+0, 5^2+0, 75^2)$ $=\frac{7}{32}$ $O=0, 25\cdot (0, 25^2+0, 5^2+0, 75^2+1^2)$ $=\frac{15}{32}$ $\frac{7}{32} \le A \le \frac{15}{32}$ Bei höherer Streifenanzahl, wird das Ergebnis immer genauer.