Q. 35

Question

For each function f and interval [a, b] in Exercises 3438,it is possible to find the exact signed area between the graph of f and the x-axis on [a, b] geometrically by using the areas of circles, triangles, and rectangles. Find this exact area,and then calculate the left, right, midpoint, upper, lower, and trapezoid sums with n = 4.Which approximation rule is most accurate?f(x)= 3x+1 , [a,b] =[3,5].

Step-by-Step Solution

Verified
Answer

left-sum = 24.5, right-sum= 27.5 , trapezoid sum = 26.

1Step 1. Given information is .

The function is f(x)= 3x+1 and the interval is  [a,b] =[3,5].

2Step 2 . Finding area .




3Step 3. Calculation the exact sum .


Enter the function (3x+5, X,3,5)Press ENTER The display is shown below,




Therefore ,the exact sum is 26.

4Step 4. Calculating left- sum .

The left-sum defined for n rectangles on [a,b] is k=1n f(xk-1)x.Where , x= b-an,xk=a+kx.Now, x= 5-34 =12.So, xk =3 +k(12) =6+k2.In the left sum, xk-1, is the leftmost point in the interval [xk-1,  xk] . So, xk= 5+k2.The left sum is,k=1  435+k2+112 =12k=1417+3k2= 1217+32+17+62+17+92+17+122= 24.5Therefore, the left sum is 24.5 .

5Step 5. Calculating the right-sum .

The Right-sum defined for n rectangles on [a,b] is k=1n f(xk)x.Where , x= b-an,xk=a+kx.Now, x= 5-34 =12.So, xk =3 +k(12) =6+k2.The right sum is,k=1  436+k2+112 =12k=1420+3k2= 1220+32+20+62+20+92+20+122= 27.5Therefore, the right sum is 27.5 .

6Step 6. Calculating trapezoid sum .

The trapezoid sum is ,24.5+27.52= 26.Therefore , the trapezoid sum is 26.

7Step 7. Calculating midpoint sum .

The midpoint sum defined for n rectangles on [a,b] is k=1n f(xk*)x.Where , x= b-an,xk*=xk-1 +xk2.Now, the midpoint term is xk*= k+62+k+522 =2k+114.The midpoint  sum is,k=1  4311+2k2+112 =12k=1435+6k4= 1235+62+35+122+35+182+35+242= 26Therefore, the midpoint sum is 26 .