Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
раздел 4 конспекта лекций.pdf
Скачиваний:
89
Добавлен:
18.04.2015
Размер:
752 Кб
Скачать
☆

Pn (z)= (z +1)2 (z2 − z +1)2 .

4.2.2. Интегрирование простейших рациональных дробей

 

Дробно-рациональная функция или рациональная дробь ― это дробь вида

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P (x)

 

 

 

B xm + B xm−1

+K+ B

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

=

 

 

 

0

1

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qn (x)

 

A xn + A xn−1

+K+ A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

 

 

n

 

Не ограничивая общность рассуждения, будем предполагать, что эти многочлены не имеют

общих корней, т.е. дробь сокращена.

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е. m < n , то дробь называют

 

Если степень числителя меньше степени знаменателя,

правильной, в противном случае дробь называют неправильной.

 

 

 

 

Если дробь неправильная, то, разделив Pm (x) на Qn (x) (по правилу деления многочленов),

получим:

 

Pm (x)

= M (x) +

Pk (x)

,

где

M (x) -

многочлен,

 

 

Pk (x)

- правильная дробь (т.е.

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

(x)

Q (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q (x)

k < n ).

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Правильные рациональные дроби вида:

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

A

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

B

 

 

 

 

(k Z+) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x − b)k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

Mх + N

 

 

(дискриминант D =

 

p2

− q < 0 ),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + px + q

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mx + N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

( D < 0 и k – целое положительное число).

 

 

 

 

(x2 + px + q)k

 

 

 

называют простейшими дробями 1, 2, 3, 4 типов.

Найдем интегралы от этих дробей:

1. ∫ x −A a dx = A ln x − a + C .

2.

 

 

 

B

 

 

 

 

dx = A

(x −b)−k dx = A (x −b)−k +1 +C .

 

 

 

 

 

 

 

 

∫ (x −b)k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−k +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mх+ N

 

 

 

 

 

M

(2x + p) +(N −

 

Mp

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ∫

 

dx =

∫

2

2

 

 

 

dx =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

x

2

+ px + q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ px + q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

M

∫

 

 

 

2x + p

 

dx + (N −

Mp )∫

 

 

 

dx

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + px + q

 

 

2

 

 

x2 + px + q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

M

∫

d (x2 + px + q)

+ (N

−

Mp

)∫

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

=

 

 

 

2

 

 

x2 + px + q

2

 

(x

+

p

2

+ (q −

p

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

)

 

 

4

 

)

 

 

 

 

 

 

M ln

 

x2 + px + q

 

Mp )

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

p

 

 

 

 

=

 

+ (N −

 

 

 

 

 

 

 

arctg

 

2

+C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

q −

 

p2

 

 

 

 

 

q −

p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Более сложных вычислений требует интегрирование простейших дробей типа 4.

12