Microsoft Word - VM-2-7-integrirane-na-racionalni-funkcii-seminar.doc

Подобни документи
16. Основни методи за интегриране. Интегриране на някои класове функции Интегриране по части. Теорема 1 (Формула за интегриране по части). Ако

Microsoft Word - VM22 SEC55.doc

Microsoft Word - PMS sec1212.doc

Microsoft Word - PMS sec11.doc

Microsoft Word - Lecture 14-Laplace Transform-N.doc

Глава 17 ζ-функция на Hasse-Weil. Преди да разгледаме ζ-функцията на Hasse-Weil трябва да въведем някои числови инварианти на крива, определена над кр

Microsoft Word - IGM-SER1111.doc

M10_18.dvi

Microsoft Word - nbb2.docx

(не)разложимост на полиноми с рационални коефициенти Велико Дончев Допълнителен материал за студентите по Висша алгебра и Алгебра 2 на ФМИ 1 Предварит

Microsoft Word - IGM-SER1010.doc

Microsoft Word - Sem02_KH_VM2-19.doc

СОФИЙСКА МАТЕМАТИЧЕСКА ГИМНАЗИЯ ТУРНИР ПО МАТЕМАТИКА И ИНФОРМАТИКА "ЗА ТОРТАТА НА ДИРЕКТОРА" ТЕМА ПО МАТЕМАТИКА 8 КЛАС Задача 1. Да се реши в цели чис

Microsoft Word - stokdovo saprotivlenie.doc

ЛЕКЦИЯ 6 ЗАКОН ЗА ИНЕРЦИЯТА Определение. Броят на положителните коефициенти в каноничния вид на дадена квадратична форма се нарича положителен индекс

Microsoft Word - VM22 SEC66.doc

Microsoft Word - PRMAT sec99.doc

Microsoft Word - Lekciya-8-9-Proizvodni-na-Elementarnite-Funkcii.doc

Линейна алгебра 7. Умножение на матрици. Обратими матрици. Матрични уравнения специалности: Математика, Бизнес математика, Приложна математика, I курс

Matematika_6_uchebnik_Arhimed

Homework 3

Microsoft Word - Sem8-Pharm-2017.doc

Microsoft Word - VM-LECTURE06.doc

zadIresheniqfNSOM2019.dvi

Глава 15 Въпрос 15: Оператор на Рейнолдс. Крайна породеност на пръстена от инвариантни полиноми на крайна матрична група. Навсякъде в настоящия въпрос

ДИМЧО СТАНКОВ

Microsoft Word - IGM-CA2222ааа.doc

Microsoft Word - Lecture 9-Krivolineyni-Koordinati.doc

Семинар 6: Обикновени диференциални уравнения от 2 ред.

Министерство на образованието, младежта и науката 60. Национална олимпиада по математика Областен кръг, г. Условия, кратки решения и кри

Линейна алгебра 12. Квадратични форми специалности: Математика, Бизнес математика, Приложна математика, I курс лектор: Марта Теофилова Линейна алгебра

DIC_all_2015_color.dvi

г. Несинусоидални режими в електрическите вериги 1 / 16 Ред на Фурие Несинусоидални режими в електрическите вериги Несинусоидални сигнали До

Глава 3 Едномерни стационарни задачи 3.1 Едномерна безкрайна правоъгълна потенциална яма В тази глава ще разгледаме най-простия едномерен потенциал: б

DIC_all_2014.dvi

ЛИНЕЙНА АЛГЕБРА III ДЕТЕРМИНАНТИ От гледна точка на изследването на линейни системи, може да се каже, че идеята за т.н. детерминанта като число, харак

munss2.dvi

54. НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО МАТЕМАТИКА НАЦИОНАЛЕН КРЪГ Задача 1. Да се намерят всички тройки от естествени числа (x, y, z) такива, че 2005 x + y + 200

Препис:

7. Интегриране на рационални функции Съдържание. Пресмятане на неопределен интеграл от елементарни дроби. Интегриране на правилни рационални функции. Интегриране на неправилни рационални функции ТЕОРИЯ Всеки полином с реални коефициенти n n f an an... a a a може да се представи по единствен начин като произведение на старшия си коефициент a n и на известен брой (различни по между си) елементарни множители от първи вид ( a) k и/или елементарни множители от втори вид ( p q) s, p q <, k s f a L a L p q L n Това представяне се нарича каноничен вид на полинома f. Функцията f се нарича рационална, когато е частно на два полинома, P f Q Рационалната функция f се нарича правилна, когато Q deg P P f Q е правилна рационална функция, deg P < degq. Тогава s s ( p q) ( p q) deg >. Нека f може да се запише като сбор от серии елементарни дроби. Всеки елементарен множител от първи вид ( a) k на k Q поражда серия елементарни дроби от първи вид, а всеки елементарен ( a) k множител от втори вид ( p q) s на Q поражда серия елементарни дроби от втори вид Bs Cs ( p q) s С други думи P k k L L L k k Q ( a) ( a) a Bs Cs Bs Cs B C L L p q Интегриране на елементарни дроби. Елементарните дроби от първи вид се интегрират непосредствено ln a Const a Const, k > k k ( a) k ( a) да се научим да интегрираме елементарни дроби от втори вид, отначало ще разгледаме интеграла I n, n,, K, a > n ( a ) При n имаме табличен интеграл

I arctg Const a a При n > се използва рекурентната формула n I n I n n n ( a ) na ( a ) na Интегриране на рационални функции. Ако рационалната функция P f, deg Q > Q не е правилна, deg P degq, отначало ще разделим полинома P на Q и съгласно теорема P Q q r, където q е частното, а r е остатъкът при това деление ( deg r < deg Q ), откъдето след разделяне на Q получаваме P r q Q Q Второто събираемо в дясната страна е правилна рационална функция. Сега имаме P r q Q Q което означава, че пресмятането на интеграла се свежда до интегриране на полином и интегриране на правилна рационална функция. Полиномите се интегрират непосредствено. Остава да покажем начин за интегриране на правилни рационални функции. Нека рационалната функция P f Q Q като произведение на е правилна и е известно представянето на знаменателя елементарни множители. Тогава f може да се запише като сбор от елементарни дроби и в крайна сметка интегрирането на f ще се сведе до интегриране на елементарни дроби. ЗАДАЧИ Да се решат следните интеграли. дача. J ( )( 5) Решение. Подинтегралната функция ( )( 5) е правилна. Разлагаме я на елементарни дроби. На множителя съответства само една дроб от вида защото този множител е на първа степен. И на втория множител 5 съответства само една дроб от вида B 5 защото и този множител е на първа степен. Следователно B ( )( 5) 5 Тук А и В са неопределени за сега коефициенти. да ги определим, привеждаме дясната страна на равенството под общ знаменател. Той е същият като знаменателя на лявата страна.

Ето защо сравняваме само числителите на лявата и дясната страна на равенството. Това е правило, което ще прилагаме и в следващите задачи. Получава се ( 5) B( ) Това равенство трябва да е вярно за всяка стойност на. Един начин за определяне на А и В е на да дадем такива стойности, че в получените равенства да участва само една от неопределените константи това се постига ако изберем така, че или, или 5. Нека ( 5) 7 Ако 5 5 5 5 B B 7 Друг начин за определяне на А и В е да се сравняват коефициентите пред равните степени на от двете страни на равенството ( 5) B( ) ( B) ( 5 B) т.е.. ( B). ( 5 B). Коефициентът пред отляво е, следователно B. Аналогично коефициентът пред отляво е, следователно 5 B. Решаваме системата B 5 B като използваме формулите на Крамер (или по някой друг начин) 5 5 B 7 7 5 5 Следователно 5.. ( )( 5) 7 7 5 Тогава идва ред да решим дадения интеграл като го представим като сбор от интеграли от дробите, които заместват подинтегралната функция J ln( ) C ( )( 5) 5.. ln 5 5 7 7 5 7. 7 бележки.. Ако дробта е правилна и знаменателят и е разложен на множители, задачата за интегрирането и се прави както в тази задача.. Ако дробта е правилна и знаменателят и не е разложен на множители първо представяме този знаменател в каноничен вид и от множителите в него определяме вида на елементарните дроби, на които се разлага дадената дроб.. Ако дробта не е правилна първо се извършва деление на полинома от числителя с полинома на знаменателя и след това се пристъпва към интегриране. дача. J ( )( ) Решение. Дробта е правилна и знаменателят и е разложен на множители. Разлагаме я на елементарни дроби. На съответства една дроб от вида

и на множителя съответства една дроб, но от вида M N защото квадратният тричлен има отрицателна дискриминанта. Следователно M N ( )( ) Определяме стойностите на константите чрез привеждане под общ знаменател и сравняване на числителите. Получава се ( ) ( M N )( ) Определяме една от константите чрез задаване стойност на. Полагаме ( ). да определим другите две константи, сравняваме коефициентите пред съответните степени на. имаме M M имаме 9 N N Следователно 9 ( ) 5 J ln d( ) ( ) 9 5 ln ( ) d( ) ( ) d 9 5 ln ( ) ln( ) arctg C дача. J Решение. Дробта е правилна, но знаменателят и не е разложен на множители. Разлагаме го така Тогава на множителя ще съответстват три дроби, а на множителя само една дроб B D E Определяме константите от равенството B D E При E. При. Пред коефициентите от ляво и от дясно са съответно и D E. Следователно D E D E. Пред коефициентите от ляво и от дясно са съответно и B. Следователно B B. Тогава следователно

J ( ) C. ln ln дача. J Решение. Дробта е правилна, но знаменателят и не е разложен на множители. Разлагаме го така ( )( ) Тогава на множителя ще съответства една дроб и на множителя ще съответства една дроб M N (квадратният тричлен има отрицателна дискриминанта и за това в числителя на дробта стои линеен израз M N ). Следователно M N. Определяме константите от равенството ( ) ( M N )( ) При. Пред коефициентите от ляво и от дясно са съответно и M. Следователно M M Пред коефициентите от ляво и от дясно са съответно и N. Следователно N N местваме получените стойности и получаваме J ln( ) ( ) ln arctg C ln ln arctg C 6 6 дача 5. J Решение. Дробта не е правилна и знаменателят и не е разложен на множители. Извършваме първо делението на полиномите и

Тогава d J C N M N M arctg ln ln Константите, M и N определяме от равенството N M N M Получават се както в предните задачи, N M. Следователно C J arctg ln ln дача 6. J 5 Решение. дачата се решава абсолютно по същия начин както предната. Дробта 5 не е правилна и знаменателят и не е разложен на множители. Извършваме първо делението на полиномите 5 и Имаме Тогава 5 Разлагаме правилната дроб

на елементарни дроби B M N ( ) Определяме неизвестните константи от равенството B M N Сравняваме коефициентите пред равните степени на. имаме B M. имаме B N. имаме B. имаме. Получава се системата B M B N B Решение на получената система уравнения е, B, M, N. местваме тези стойности в елементарните дроби и решаваме дадения интеграл ( ) d( ) J ( ) ln( ) arctg( ) C дача 7. J ( )( ) Решение. Подинтегралната функция ( )( ) е правилна. Разлагаме я на елементарни дроби. На множителя съответства само една дроб от вида защото този множител е на първа степен. На втория множител ( ) дроби от вида M N P Q и ( ) защото този множител е на втора степен. Следователно M N P Q. ( )( ) ( ) Определяме неизвестните константи от равенството ( ) ( M N )( ) ( P Q)( )( ). P съответстват две

P Q M P Q N Q. Решение на системата уравнения е, M, N, P, Q Следователно J ln( ) ( ) Означаваме интеграла ( ) с I и го решаваме отделно, след което ще го заместим с това което получим в израза J ln( ) I. I. ( ) arctg. ( ) arctg d arctg arctg. arctg След заместване се получава ln arctg ln arctg C ln( ) ln( ) C бележка: Обърнете внимание как е решен arctg Първо в числителя се прибавя и изважда, след това се използва формулата за интеграл от разлика на две функции и на края интегралът се решава по части след предварително внасяне на под знака на диференциала. да не правим толкова подробно решение можем да използваме формулата n I n I n n n ( a ) na ( a ) na Тогава I I C arctg