Streifenmethode des Archimedes für f(x) = x²
Stell dir vor, du willst die Fläche unter der Parabel f(x) = x² berechnen - das geht nicht einfach mit Länge mal Breite! Deshalb nutzen wir die geniale Streifenmethode: Wir teilen die Fläche in viele schmale Rechtecke auf.
Es gibt zwei Arten von Annäherungen: Die Untersumme U verwendet die kleineren Rechtecke (die Fläche "unterschätzen"), während die Obersumme O die größeren nimmt (die Fläche "überschätzen"). Bei 4 Streifen im Intervall 0,1 kriegst du U₄ = 0,27 und O₄ = 0,47.
Das Coole daran: Die echte Fläche liegt immer zwischen diesen beiden Werten! Je mehr Streifen du verwendest, desto genauer wird deine Annäherung.
Merktipp: Untersumme ≤ echte Fläche ≤ Obersumme - immer!
Für die exakte Berechnung lässt du n (die Anzahl der Streifen) gegen unendlich gehen. Mit der Formel für Quadratsummen 1² + 2² + 3² + ... + m² = mm+12m+1/6 kannst du das mathematisch sauber durchrechnen. Am Ende kommt bei beiden Summen derselbe Grenzwert raus: 1/3.