Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
10.08.2024
Размер:
4.99 Mб
Скачать

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

=

 

 

( 12)

 

 

 

= 2 ( 2 1) 2 = ( 21)

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.