高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 草四节几种特殊类数的 有理函数的积分 三角函数有理式的积分 简单无理函数的积分 小结 H tt p:// h e u t.e d u. c n
第四节 几种特殊类型函数的积分 有理函数的积分 三角函数有理式的积分 简单无理函数的积分 小结
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 、有理函数的积分 有理函数的定义: 两个多项式的商表示的函数称之 P(x ox"+ax"+,.+am-x+a e(x) box+bx+ . +bm-x+ b 其中m、n都是非负整数;a0,a1,…,an及 b,b1,…,bn都是实数,并且a0≠0,b0≠0
两个多项式的商表示的函数称之. m m m m n n n n b x b x b x b a x a x a x a Q x P x + + + + + + + + = − − − − 1 1 0 1 1 1 0 1 ( ) ( ) 其中m、n都是非负整数；a a an , , , 0 1 及 b b bm , , , 0 1 都是实数，并且a0 0，b0 0 . 有理函数的定义： 一、有理函数的积分
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 假定分子与分母之间没有公因式 ●n<m,这有理函数是;真分式 en≥m,这有理函数是;假分式 利用多项式除法,假分式可以化成一个多 项式和一个真分式之和 x+x+1 例 x2+1 x2+1 」将有理函数化为部分分式之和.」 Http://www.heut.edu.cn
假定分子与分母之间没有公因式 利用多项式除法, 假分式可以化成一个多 项式和一个真分式之和. 例 1 1 2 3 + + + x x x . 1 1 2 + = + x x 将有理函数化为部分分式之和. n m, 这有理函数是；真分式 n m, 这有理函数是；假分式 难点
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 有理函数化为部分分式之和的一般规律:「 ①分母中若有因式(x-a)则分解后为 X-a x\k-1+… 其中A1,A2,…,A都是常数 特殊地:k=1,分解后为 x-a H tt p:// h e u t.e d u. c n
, ( ) ( ) 1 1 2 x a A x a A x a A k k k − + + − + − − 有理函数化为部分分式之和的一般规律： 其中A A Ak , , , 1 2 都是常数. 特殊地： k = 1, 分解后为 ; x a A − 分母中若有因式 ，则分解后为 k 1 (x − a)
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> Q2分母中若有因式(x2+px+g其中 p2-4q<0则分解后为 (x+px+9×、M2x+N2+ Mx+N Mx+N x+ px t x+ pr+ q 其中M,N都是常数(=1,2,…,k). 特殊地:k=1,分解后为Mx+N x t px t q H tt p:// h e u t.e d u. c n
x px q M x N x px q M x N x px q M x N k k k k + + + + + + + + + + + + 2 −1 2 2 2 2 1 1 ( ) ( ) 其中Mi Ni , 都是常数(i = 1,2,,k). 特殊地： k = 1, 分解后为 ; 2 x px q Mx N + + + 分母中若有因式 ，其中 k (x px q) 2 + + p 2 − 4q 0 则分解后为 2
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 真分式化为部分分式之和的待定系数法 x+3 B 例1 x+3 x2-5x+6(x-2)(x-3)x-2x-3 x+3=A(x-3)+B(x-2) x+3=(4+B)x-(34+2B), A+B=1, A=-5 1-(3A+2B)=3,→1B=6 +3 5 6 十 x2-5x+6x-2x-3 Http://www.heut.edu.cn
真分式化为部分分式之和的待定系数法 5 6 3 2 − + + x x x ( 2)( 3) 3 − − + = x x x , 2 − 3 + − = x B x A x + 3 = A(x − 3) + B(x − 2), x + 3 = (A+ B)x − (3A+ 2B), − + = + = (3 2 ) 3, 1, A B A B , 6 5 = = − B A 5 6 3 2 − + + x x x . 3 6 2 5 − + − − = x x 例1
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> B 例2 十 十 x(x-1)2x(x A(x-1)2+Bx+Cx(x-1) 代入特殊值来确定系数A,B,C 取x=0,→A=1取x=1,→B=1 取x=2,并将A,B值代入(1)→C=-1 x(x-1)2x(x-1)2x-1 Http://www.heut.edu.cn
2 ( 1) 1 x x− , ( 1) 1 2 − + − = + x C x B x A 1 ( 1) ( 1) (1) 2 = A x − + Bx +Cx x − 代入特殊值来确定系数 A,B,C 取 x = 0, A = 1 取 x = 1, B = 1 取 x = 2, 并将 A,B 值代入 (1) C = −1 . 1 1 ( 1) 1 1 2 − − − = + x x x 2 ( 1) 1 − x x 例2
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 例3 A Bx+c 1+2x)(1+x2)1+2x1+x2 l=A(1+x2)+(Bx+C)(1+2x), 整理得1=(A+2B)x2+(B+2C)x+C+A, A+2B=0 2 B+2C=0,→A=,B=-,C 5 5 5 A+C 5 十 (1+2x)(1+x2)1+2x1+x2 Http://www.heut.edu.cn
例3 . 1 5 1 5 2 1 2 5 4 2 x x x + − + + + = (1 2 )(1 ) 1 2 + x + x 1 (1 ) ( )(1 2 ), 2 = A + x + Bx + C + x 1 ( 2 ) ( 2 ) , 2 = A+ B x + B + C x + C + A + = + = + = 1, 2 0, 2 0, A C B C A B , 5 1 , 5 2 , 5 4 A = B = − C = , 1 2 1 2 x Bx C x A + + + + = (1 2 )(1 ) 1 2 + x + x 整理得
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 例4求积分 xIx 解 十 x(x-1)2x-1 d x+ dx d nx ln(x-1)+C. Http://www.heut.edu.cn
求积分 . ( 1) 1 2dx x x − dx x x − 2 ( 1) 1 dx x x x − − − = + 1 1 ( 1) 1 1 2 dx x dx x dx x − − − = + 1 1 ( 1) 1 1 2 ln( 1) . 1 1 ln x C x x − − + − = − 解 例4
高算数字课程妥媒课 北理工大罗理享> 例5求积分 (1+2x)(1+x2) 解 d x 5dx+[5 5dx 1+2x)(1+x 1+2x 1+x ln(1+2x) 2x dxt - dx 5 51+x 51+x EIn(1+2x)--In(1+x)+arctan+C 5 H tt p:// h e u t.e d u. c n
求积分 解 . (1 2 )(1 ) 1 2 + + dx x x dx x x dx x + − + + + = 2 1 5 1 5 2 1 2 5 4 + + dx (1 2x)(1 x ) 1 2 dx x dx x x x + + + = + − 2 2 1 1 5 1 1 2 5 1 ln(1 2 ) 5 2 arctan . 5 1 ln(1 ) 5 1 ln(1 2 ) 5 2 2 = + x − + x + x + C 例5