请你教我不定积分的有理函数积分运算
时间: 2023-10-21 11:04:13 浏览: 173
好的,下面我会介绍一下有理函数积分的运算方法:
1. 分解分母
将有理函数的分母分解成不可约多项式的积形式,即将其写成形如:$f(x)=\frac{A(x)}{(x-a_1)^{m_1}(x-a_2)^{m_2}...(x-a_n)^{m_n}}$ 的形式。
2. 进行部分分式分解
将分母分解后,就可以进行部分分式分解了。具体步骤如下:
1)如果分母中只有一项 $(x-a)^m$,则分解成以下形式:$\frac{A_1}{x-a}+\frac{A_2}{(x-a)^2}+...+\frac{A_m}{(x-a)^m}$
2)如果分母中含有多项,则分解成以下形式:$\frac{B_1}{x-a_1}+\frac{B_2}{(x-a_1)^2}+...+\frac{B_{m_1}}{(x-a_1)^{m_1}}+\frac{C_1}{x-a_2}+\frac{C_2}{(x-a_2)^2}+...+\frac{C_{m_2}}{(x-a_2)^{m_2}}+...+\frac{D_1}{x-a_n}+\frac{D_2}{(x-a_n)^2}+...+\frac{D_{m_n}}{(x-a_n)^{m_n}}$
3. 进行有理函数积分
将有理函数分解成部分分式后,就可以进行有理函数积分了。具体步骤如下:
1)如果分解后的部分分式中含有 $\frac{1}{x-a}$,则对其进行对数积分,即 $\int\frac{1}{x-a}dx=\ln|x-a|+C$。
2)如果分解后的部分分式中含有 $\frac{1}{(x-a)^n}$,则对其进行幂函数积分,即 $\int\frac{1}{(x-a)^n}dx=-\frac{1}{(n-1)(x-a)^{n-1}}+C$。
3)如果分解后的部分分式中含有 $\frac{ax+b}{(x-a)^n}$,则对其进行分部积分,即 $\int\frac{ax+b}{(x-a)^n}dx=-\frac{a}{(n-1)(x-a)^{n-1}}+\frac{ax+b}{(n-2)(x-a)^{n-2}}+C$。
4)如果分解后的部分分式中含有 $\frac{ax+b}{(x^2+px+q)^n}$,则对其进行三角函数代换,即令 $x=\frac{1}{2}(t-\frac{p}{t})$,然后将有理函数化成 $\frac{At+B}{t^2+\alpha^2}+\frac{Ct+D}{(t^2+\alpha^2)^2}+...+\frac{Et+F}{(t^2+\alpha^2)^n}$ 的形式,然后对其进行幂函数积分。
5)如果分解后的部分分式中含有 $\frac{ax+b}{(x^2+px+q)^n}$,且 $p^2-4q<0$,则对其进行二次无理根代换,即令 $x=t^2+pt+q$,然后将有理函数化成 $\frac{A}{(t-\alpha)^n}+\frac{B}{(t-\beta)^n}+...+\frac{C}{(t-\gamma)^n}$ 的形式,然后对其进行幂函数积分。
综上所述,有理函数积分的运算方法大致如上所述。当然,具体情况具体分析,需要根据具体的题目进行具体的运算。
阅读全文