艾拉想要计算出这个不规则图形的面积。
她在抛物线上找出一个个点,分别垂直x轴与y轴做出两条线,以此把这个不规则图形分成了一个个矩形。这些矩形的面积加起来显然大于那个不规则图形的面积。然而,把这些矩形分的越细,他们的面积就会越接近于那个不规则图形。
艾拉假设从坐标轴原点到y=1这条直线之间分出了N个矩形,那么每个矩形的宽度就是1/N。又因为抛物线的函数式是y=x2,那么第一个矩形的高就是1/N2,第二个矩形的高度就是2/N2……
那么,所有矩形的面积之和就是:
S=1/N×1/N2+1/N×2/N2+……+1/N×>
这是一个无穷级数。然而,戈特弗里德曾经教过艾拉无穷多项式的平方和公式。在利用这个公式将这个无穷级数化简之后,她得到了一个极为简单的算式:
S=1/3+1/2N+1/6N2
N越大,矩形的面积和就越接近于那个不规则图形。那么当N无限大的时候,矩形的面积之和S就会等于那个不规则图形的面积。此时,1/2n和1/6n2就是无限小,完全可以舍去。
于是这个不规则图形的面积就显而易了:S=1/3。
——无限大、无限小
艾拉把刚刚出现的这两个概念低声念了一遍。在数学运算中出现了无限的概念,让她多少感到有些不适。
她甩甩头,把这种不适感抛到脑后,然后将函数式由y=x2改成了>
虽然只是轻微的改动,但要求出面积的难度立刻大了数倍。这次,艾拉写了整整两页纸,也没能向先前一样把公式化简。
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