Das Summenzeichen und die Streifenmethode

) Da der Graph streng monoton steigend ist, gehört zur niedrigsten y-Koordinate auch die niedrigste x-Koordinate im jeweiligen Streifen. Daher liegen die entsprechenden Punkte immer am linken Rand des Streifens. (In Abb. 9 rot markierte Punkte) Diese Punkte liegen also immer in der linken, oberen Ecke der einzelnen Streifen. Ihre y-Koordinaten, d.h. die Streifenhöhen, berechnet man jeweils durch Einsetzen der entsprechenden x-Koordinaten in die Funktion .

Welche x-Koordinaten haben diese Kurvenpunkte? In Abb. 9 ist zu erkennen, dass der erste Punkt (von links) die x-Koordinate 0 hat, denn es ist der Ursprung des Koordinatensystems. Der zweite Punkt hat die x-Koordinate , der dritte Punkt usw. bis zum n .ten und letzten Punkt, der bei der Untersumme die x-Koordinate besitzt.

Der erste Streifen (von links) ist hier eigentlich gar kein Rechteck, sondern nur ein waagrechter Strich, was daran liegt, dass seine Höhe ist. Der zweite Streifen hat die Höhe , der dritte Streifen usw. bis zum n.ten und letzten Streifen, der die Höhe  besitzt. Betrachte dazu noch einmal Abb. 9!

Nun berechnen wir die Untersumme , indem wir bei jedem der n Streifen „Breite mal Höhe “ rechnen und alle Ergebnisse addieren.

Beachte, dass sich zwar die x-Koordinaten ändern, die in eingesetzt werden sollen, nicht aber die Streifenbreite . Alle Streifen haben schließlich die gleiche Breite , nur die Höhe der Streifen hängt von der x-Koordinate des entsprechenden Kurvenpunkts ab.

Wir klammern jetzt die Streifenbreite aus.

Mit ergibt sich:

Damit du nachher leichter auf eine Gesetzmäßigkeit kommst, mit der du ein Summenzeichen einführen kannst, schreiben wir statt  ab sofort:

Nun setzen wir die x-Koordinaten bis in die gegebene Funktionsgleichung ein, um bis zu ermitteln.

Jetzt müssen wir das Ganze noch soweit möglich vereinfachen. Was würdest du machen?

Deshalb können wir „ “ natürlich weglassen. Die Zahlen 1 und 2 … quadrieren? Das bringt uns leider nicht weiter. Wir rechnen die Quadrate besser nicht aus. Das haben wir ja auch oben bei der Obersumme so gemacht. Wir klammern besser wieder den Faktor aus. Das ergibt:

Den Ausdruck in der eckigen Klammer können wir mit dem Summenzeichen schreiben. In der Klammer steht die Summe der Quadrate aller natürlichen Zahlen von 1 bis n – 1. Jetzt verwenden wir wieder die Formel für die Summe der Quadratzahlen.

Noch einmal zur Erinnerung:

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