10 4А; А 5; 2
при х = –3
3 32 5 3 12 A 0 B 0 C( 3 1)( 3 2);
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54 20С; |
С |
27 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Теперь мы можем выписать сумму простейших дробей: |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3x2 5x |
12 |
|
|
5 |
|
|
|
|
14 |
|
|
27 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
10 |
|
. |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
(x 1)(x 2)(x 3) |
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x 1 |
|
x 3 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
2. Разложить дробь |
|
x3 2x 1 |
|
|
|
на элементарные. По тео- |
||||||||||||||||||||||||||||||
(x 1)2(x 2)3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
реме 3 имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
x3 2x 1 |
|
|
A |
|
|
B |
|
|
C |
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
|||||||||||
|
(x 1)2(x 2)3 |
x 1 |
(x 1) |
2 |
|
|
(x 2) |
2 |
(x 2)3 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
A(x 1)(x 2)3 |
B(x 2)3 C(x 1)2(x 2)2 |
|
D(x 1)2(x 2) E(x 1) |
2 |
. |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x 1)2(x 2)3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
Выписываем равенство для числителей: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x3 2x 1 A(x 1)(x 2)3 |
B(x 2)3 C(x 1)2(x 2)2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
D(x 1)2(x 2) E(x 1)2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3) |
|
|
||||||||||||
При х =1 получаем
13 2 1 1 A 0 B 33 C 0 D 0 E 0;
27B 2; B 2 . 27
При х = –2
( 2)3 2 ( 2) 1 A 0 B 0 C 0 D 0 E ( 3)2;
9E 5; E 5. 9
Теперь продифференцируем обе части равенства (3):
3x2 2 A(x 2)3 |
3A(x 1)(x 2)2 |
3B(x 2)2 |
2C(x 1)(x 2)2 |
2C(x 1)2(x 2) 2D(x 1)(x 2) |
|
D(x 1)2 2E(x 1). |
(4) |
|
При х = 1
3 12 2 A 33 3B 32;
1 33 |
|
|
2 |
|
1 |
|
|
A 27 |
|
|
; |
A |
|
. |
|
27 |
|
||||||
|
|
|
|
9 |
|
||
При х = –2
3 ( 2)2 2 ( 3)2 D 2( 3)E;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
10 9D 6E; 10 9D 6 |
|
|
; |
|
|
D |
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Далее можно еще раз продифференцировать равенство (4) и |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
положить х = –2, однако, так как остался неизвестен только один |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
коэффициент, поставим в равенство (3) можно и в (4) некоторое |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
значение x, получим при х = 0 |
1 8А 8В 4С 2D E. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Используя найденные ранее коэффициенты, находим, что |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
C |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Итак, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
x3 2x 1 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
5 |
. |
||||||||||
|
|
(x 1)2(x 2)3 |
9(x 1) |
27(x 1)2 |
9(x 2) |
|
27(x 2) |
2 |
|
9(x 2)3 |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
3. Разложить в сумму простейших дробей |
|
x 1 |
. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x4 1 |
|
|
|
|
|
|||||
Разложим знаменатель дроби на простейшие множители: |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x4 1 (x2 1)(x2 1) (x 1)(x 1)(x2 1). |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Теперь воспользуемся теоремой 3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
x 1 |
|
|
|
A |
|
B |
|
Cx D |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
(x 1)(x 1)(x2 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x 1 |
x 1 |
x2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
A(x 1)(x2 |
1) B(x 1)(x2 1) (Cx D)(x 1)(x 1) |
. |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(x 1)(x 1)(x2 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Выписываем равенство для числителей: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
x 1 A(x 1)(x2 1) B(x 1)(x2 |
1) (Cx D)(x 1)(x 1). |
|
||||||||||||||||||||||||||||||
При х = 1
2 A 2 2; A 1. 2
При х = –1
0 B( 2) 2; B 0.
При х = 0
1 A B D;
D A B 1;
D 1 0 1; D 1. 2 2
При х = 2
3 A 3 5 B(5 (2C D) 3;
3 15A 5B 6C 3D;
|
|
|
|
|
|
3 |
15 |
5 0 6C |
3 |
; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
6C 3;C |
. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
Итак, |
x 1 |
|
|
1 |
|
x 1 |
. |
|
|
||||
x4 1 |
2(x 1) |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
2(x2 1) |
|
|
||||||||
4.Разложить в сумму простейших дробей 2x 3 .
x4 x
Знаменатель дроби нужно разложить на множители
|
2x 3 |
|
2x 3 |
|
|
2x 3 |
|
A |
|
B |
|
Cx D |
|
||||
|
|
|
|
x(x 1)(x2 x 1) |
|
|
|
||||||||||
|
x4 x x(x3 |
1) |
|
|
x |
x 1 |
x2 x 1 |
||||||||||
|
A(x 1)(x2 |
x 1) Bx(x2 |
x 1) (Cx D)x(x 1) |
. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
x(x 1)(x |
2 x 1) |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Отсюда 2x 3 A(x 1)(x2 |
x 1) Bx(x2 |
x 1) (Cx D)x(x 1). |
|||||||||||||||
При х = 0 |
|
|
|
3 3A; |
A 1. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
При х = 1
1 3B; B 1. 3
При х = –1
5 2A B 2(D C);
5 2 1 1 2(D C); 3
2(D C) |
10 |
. |
(5) |
|||||
3 |
||||||||
При х = 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
1 7A 14B 2(2C D); |
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
2(2C D); |
|
||
1 7 1 14 |
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
2(2C D) |
4 |
. |
|
|
|
|
(6) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Объединим равенства (5) и (6) в систему и решим ее: |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(D C) |
|
|
|
|
|
; |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2(2C D) |
3 |
. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Сложив равенства, получим |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2C |
14 |
; C |
. |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|||||||||
Теперь D C |
10 |
|
; D |
7 |
|
|
5 |
; D |
12 |
; |
D 4. |
|||||||||||||||||||
6 |
3 |
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
2x 3 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
7 |
x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Итак, |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
x2 x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
x4 x x |
|
3(x 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
По теореме 3 интегрирование всякой правильной рациональной дроби сводится к интегралам от простейших дробей четырех типов:
I. |
|
dx |
; |
|
II. |
|
dx |
|
, 1; |
|||||
|
|
|
|
(x a) |
||||||||||
|
x a |
|
|
|
|
|||||||||
III. |
|
|
ax b |
dx; |
IV. |
|
|
ax b |
|
dx; 1. |
||||
|
x |
2 |
(x |
2 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
px q |
|
|
px q) |
||||||||
Рассмотрим методы интегрирования этих дробей:
I. |
|
|
|
dx |
|
t x a; |
|
|
dt |
ln |
|
t |
|
C ln |
|
x a |
|
C. |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x a |
dx dt. |
|
|
t |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t 1 |
||||||||||||||
II. |
|
|
|
dx |
|
|
t x a; |
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
dt |
|
|
|
C |
||||||||||||||||
|
(x a) |
dx dt. |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
C, |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
(1 )(x |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
a) |
ax b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ax b |
|
|
|||||||||||||||||||||
III. Интегралы |
|
|
|
|
dx |
и |
|
|
|
dx вычисляются |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 px q |
|
|
|
|
|
|
|
x2 px q |
||||||||||||||||
аналогично. Метод их вычисления разберем на примерах.
Примеры:
1. |
3x 2 |
dx I. |
|
x2 2x 7 |
|||
|
|
а) Выделяем полный квадрат в знаменателе:
x2 2x 7 (x2 2x 1) 1 7 (x 1)2 6;
|
I |
|
3x 2 |
. |
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
(x 1)2 6 |
|||||
б) Делаем замену x 1 t;dx dt; x t 1: |
|||||||
I |
3(t 1) 2 |
dt |
3t 5 |
dt. |
|||
|
|
||||||
|
t2 6 |
|
|
t2 6 |
|||
в) Записываем интеграл в виде суммы двух интегралов. Первый вычисляем с помощью замены, второй является табличным.
|
|
|
|
|
tdt |
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
t2 6 k; |
|
|
|
|
|
dk |
|
|
|
dt |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
t |
|
|
||||||||||||||||||||||
I 3 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
dk 2tdt; |
|
3 |
|
|
|
|
2 |
5 |
|
|
|
|
|
ln |
|
k |
|
|
|
|
arctg |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
t2 6 |
|
t2 6 |
tdt |
dk |
. |
|
|
|
|
|
k |
t2 6 2 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
6 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 |
|
|
2 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
x 1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C |
|
ln |
t |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
ln |
(x 1) |
|
6 |
|
|
|
|
|
arctg |
|
|
|
|
|
|
|
C |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
ln(x2 2x 7) |
|
|
5 |
|
arctg |
x |
1 |
C. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
2. |
|
6x 2 |
dx |
Выделяемполныйквадратвзнаменателе: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
x |
2 4x |
x2 4x (x2 |
4x 4) 4 (x 2)2 4 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
замена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
6x 2 |
|
x 2 t; |
|
|
|
|
6(t 2) 2 |
6t 14 |
|
|
tdt |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
(x 2)2 |
|
|
|
dx dt; |
|
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
t2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
t2 4 |
4 |
|
|
4 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x t 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
dt |
|
1 |
|
d(t |
2 |
4) |
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
t 2 |
|
|
|||||||||
14 |
|
6 |
2 |
|
|
14 |
|
3ln |
|
t2 |
4 |
|
14 |
|
ln |
|
C |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
t2 4 |
|
|
|
|
|
|
t2 4 |
|
|
t |
2 4 |
|
|
|
|
|
|
2 2 |
|
t 2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||