Математика
.pdf
Вопрос 28.
IV. Замена для инвариантности формы неопределённого интеграла:
∫ ( ( )) ( ( )) = | ( ) = | = ∫ ( )
Вопрос 29.
Интегрирование простейших рациональных дробей:
I тип: |
|
|
; , , = ≠ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( + ) ∙ |
1 |
|
|
|
( + ) |
|
|
|
||||
∫ |
= ∫ |
= |
∫ |
|
= |
∫ |
= |
ln| + | + |
||||||||||||
+ |
+ |
+ |
|
|
|
+ |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
II тип: |
|
, , , = ≠ 0, , > 1 |
(+) |
∫ |
|
|
|
|
|
= ∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∫ |
( + ) |
|
∫( + )− ( + ) = |
( + )− +1 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
+ = |
||||||||||||||||||||||||||
( + ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 − ) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( + ) |
|
|
|
|
|
|
|
( + ) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 − )( + )−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III тип: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
, , |
= |
|
≠ |
|
0, |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− если < 0 |
|
|
|
2 + + нельзя разложить на множители. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 + + |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Тогда необходимо выделить полный квадрат, чтобы привести к табличному виду 7): |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
∫ |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
+ , |
|
|
|
= ≠ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 + 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Аналогично дроби ∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сводят к 9): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
√2+ + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
∫ |
|
|
|
= ln | + √2 ± | + , |
|
|
= ≠ 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
√2 ± |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
IV тип: |
|
|
+ |
|
|
|
|
, , , , |
= |
|
≠ |
0, |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
∫ |
|
+ |
− если < 0 |
2 + + нельзя разложить на множители. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 + + |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Тогда необходимо найти производную знаменателя |
( |
|
|
2 |
+ + |
)′ |
= 2 + и выделить её в числители, |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
после чего перейти к сумме интегралов, один из которых после подстановки = 2 |
+ + сводится к |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| |
+ , а второй сводится к III типу. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
табличному 5): ∫ = ln |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Аналогично интегрируют дроби: |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
√2+ + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вопрос 30.
Интегрирование простейших рациональных дробей:
III тип: 2+ + ; , , = ≠ 0, =
IV тип: |
+ |
, |
, , , = ≠ 0, = |
|
2+ + |
Если квадратный трёхчлен 2 + + можно разложить на множители, т.е. 2 + + = ( − 1)( − 2), то дроби типа III и IV под знаком интеграла представимы в виде суммы дробей I типа:
|
= |
1 |
|
+ |
2 |
|
и |
+ |
= |
1 |
|
+ |
2 |
2 + + |
( − ) |
( − ) |
2 + + |
( − ) |
( − ) |
||||||||
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
Для этого используется метод неопределённых коэффициентов (далее МНК):
МНК 1: Необходимо выразить : = 1( − 2) + 2( − 1)
Зная значения 1 и 2 поочерёдно подставляем их вместо :
= 1( 1 − 2) |
1 |
= |
|
|
|
||||
( 1− 2) |
||||
|
|
|
= 2 ( 2 − 1) 2 = ( 2− 1)
МНК 2: Необходимо выразить : = 1( − 2) + 2( − 1)
Раскроем скобки: = 1 − 1 2 + 2 − 2 1
= ( 1 + 2 ) + (−1 2 − 2 1)
Приравняем коэффициенты при одинаковых степенях:
= −1 2 − 2 1} значения |
и |
|
0 = 1 + 2 |
1 |
2 |
|
|
|
Представление правильной дроби в виде суммы простейших:
Правильная дробь − < :
( ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
= |
|
|
1 |
+ |
2 |
|
|
+ + |
|
|
+ |
|
1 |
1 |
+ |
|
|
|
2 |
2 |
|
+ + |
|
|
|
|
|
|
+ |
||||||||||
( ) |
+ |
2 |
|
|
|
|
|
2 |
+ + |
( |
2 |
+ + ) |
2 |
( |
2 |
+ + ) |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
( + ) |
|
|
|
|
( + ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
+ 1 |
|
|
|
+ 1 |
|
|
1 |
|
2 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
= |
|
|
= |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 + 2 |
2(2 + 1) |
|
2 |
2 + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Воспользуемся методом неопределённых коэффициентов 2: |
|
Приравняем коэффициенты при |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
+ 1 = ( 2 + 1) + ( 2 |
|
+ 1) + 2( + ) |
|
|
|
|
|
одинаковых степенях: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
: 1 = 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
+ 1 = 3 |
+ + 2 + + 3 |
+ 2 |
|
|
|
|
|
|
1: 1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
1 |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2: 0 = + = −1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 = 3( + ) |
+ 2( + ) + + |
|
|
|
|
|
|
3: 0 = + = −1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получаем, что: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 |
1 |
|
1 |
|
+ 1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
+ |
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 + 2 |
|
2 |
2 + 1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
Вопрос 31.
Вопрос 32.
