当前课程知识点:微积分——极限理论与一元函数 > 第六章 原函数与不定积分 > 第四节 有理函数的积分 > 有理分式函数的不定积分
现在我们用上次我们已经学会的
关于分式有理函数化简的一些方法
来算一下不定积分
我们要算的是这么一个
分式有理函数的不定积分
分母是x平方加1
分子是x的4次方加上2倍的
x的3次方加上x平方加3
这么一个函数的不定积分
这是一个假分式有理函数
当时我们已经讲过了
x的4次方加上2倍的x的
3次方加上x平方加3除以
(x平方加1)本身就可以写成一个多项式
x平方加上2x加上1再加上
(-2x加上3)除上(x平方加上1)
加上一个真分式有理函数
这样的话我们就可以发现
有的等于一个多项式的积分
再加上一个真分式有理函数的积分
而多项式的积分当然很简单了
这等于三分之一x的三次方加上x平方加x
这是前面那一项后面那一项
是减去2x/(x平方加以1)dx
加3倍的dx/(x的平方加1)的积分
前面抄下来等于三分之x的
3次方加上x平方加x
减去2倍的x除以(x平方加1)
就是等于d(x平方加1)除以(x平方加1)
令u等于x平方加1
那么这个不定积分就马上出来了
那么他就等于前面是照抄
三分之x的三次方加上x平方加x
减去ln(x平方加1)令u等于
(x平方加1)就是du除以u
再加上3倍的arctan(x)
再加上一个任何一个
不定积分都需要的任意常数C
二倍的x的平方加上2x加上13
除以(x-2)乘以x的平方加上一
括弧的平方dx
这也是我们刚刚做过的一个
分式有理函数的化解
这是一个真分式有理函数
我们刚刚知道 被积函数可以写成是
这么一个形式
x减2分之一 加上x平方加一
分之负x减2再加上x平方加一
括弧平方分之负3x减4
变成这么一系列的模块的和
从积分的角度上来讲
当然第一个积分就是ln x-2的绝对值
再减去上面是x加2 除以x平方加1 dx
再减去3倍的x加上4除以x的平方加上一
括弧的平方dx
只要我们把这两个不定积分算出来之后
把它带到上面的式子里
我们就可以完成我们要做的工作
我们来看看第一个
x加2除以x的平方加上一dx
就等于 x除以(x平方加1)加上2倍的
这直接可以积出来了
x平方加1分之一就等于arctan x
我们只要把前面那个不定积分算出来就行了
这是两倍除以2
两倍xdx就是dx平方
所以呢 就等于二分之一的
ln(x平方加1)加上
2倍arctanx加上任意常数C
这就是这么一个不定积分的计算
那么最后一个不定积分
是3倍的x加上4除上x平方加1括号的平方dx
那又分成两块
第一块是3倍的x除以x平方
加1的平方的dx再加上4倍的
dx除以x平方加1的平方
第一个不定积分
可以把它写成
二分之三dx平方加1除以x平方加1的平方
第二个不定积分是加上4倍的
如果大家还记得的话正好是4倍的I2
我们当时知道In就等于
dxx平方加上a平方的n次方
这相当于a等于1的I2恰好是我们要求的
那么根据刚才那个递推公式
我们把I2当然可以求出来
所以最后的结果等于负的二分之三
x平方加1的-1次方再加上4倍的I2
我们只要把刚才算出来的I2
求出来之后代进去就是我们第三个积分
第二个积分刚才我们已经算完了
把几个函数加起来
正好就是我们要求的一个
这么看上去比较复杂的
分式有理函数的不定积分
那么我们现在已经知道
任何一个分式有理函数都可以
化成一个真分式有理函数
和一个多项式的和
而任何一个真分式有理函数
又都可以化成四个模块的线性组合
而四个模块123我们都可以算的
第四个模块我们同样可以根据
递推公式把In给算出来
所以我们可以得到的结论就是
任何一个分式有理函数的不定积分
我们都是可以算的
而且不定积分的结论
也就是那个原函数
都是由初等函数所组成的
所以凡是一个不定积分
只要是把它换算成
分式有理函数的不定积分
那么实际上对我们来讲
这个问题已经解决了
-序言
--序言
-第一节 实数集的界与确界
--实数集的界
--实数集的确界
-第一节思考与练习
--思考题
--练习题
-第二节 函数的概念
--分段函数与隐函数
-第二节思考与练习
--思考题
--练习题
-第三节 函数的运算
--函数的反函数
-第三节思考与练习
--思考题
--练习题
-第四节 函数的初等性质
--函数的凸性
-第四节思考与练习
--思考题
--练习题
-第五节 初等函数
--初等函数
-第五节思考与练习
--思考题
--练习题
-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线
-第一节 数列极限的概念与性质
--无穷大量
-第一节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第一节思考与练习
-第二节 数列极限存在的充分条件
--单调有界收敛定理
-第二节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第二节思考与练习
-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则
-第三节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第三节思考与练习
-第四节 函数极限的概念与性质
--函数极限的概念
--函数极限的性质
-第四节思考与练习
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--第二章 极限论--第四节思考与练习
-第五节 函数极限的运算
-第五节思考与练习
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-第六节 无穷小量及其(阶的)比较
--无穷小量的比较
-第六节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第六节思考与练习
-第一节 连续函数的概念与性质
--间断点的分类
--连续函数的性质
-第一节 思考与练习
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--第三章 连续函数--第一节 思考与练习
-第二节 闭区间上连续函数的性质
-第二节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第二节 思考与练习
-第三节 函数的一致连续性
--一致连续的概念
-第三节 思考与练习
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--第三章 连续函数--第三节 思考与练习
-第一节 导数与微分的概念
--导数的概念
--导数的几何意义
--微分概念
-第一节 思考与练习
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--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习
-第二节 导数与微分的运算
--导数的四则运算
--反函数求导法
-第二节 思考与练习
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--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习
-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数
--高阶导数
-第三节 思考与练习
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--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习
-第一节 微分中值定理
--Fermat定理
--Rolle定理
-第一节 思考与练习
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--第五章 导数应用--第一节 思考与练习
-第二节 L'Hospital 法则
--0/0型不定式
--∞/∞型不定式
--其他形式的不定式
-第二节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第二节 思考与练习
-第三节 函数的单调性与极值
--函数的单调性
--函数的极值
--函数最值的求法
-第三节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第三节 思考与练习
-第四节 函数的凸性与拐点
--函数凸性的判别法
--拐点
--曲线的渐近性
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-第五节 思考与练习
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--第五章 导数应用--第五节 思考与练习
-第一节 概念与性质
--原函数的概念
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--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习
-第二节 换元积分法
--第一换元法
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--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习
-第三节 分部积分法
--分步积分法
-第四节 有理函数的积分
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--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习
-第五节 简单无理式的积分
--无理函数的有理化
--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习
-第一节 积分概念与积分存在条件
--定积分的概念
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-第二节 定积分的性质
--定积分的性质
--定积分性质的应用
-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式
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--定积分的计算
--第七章 定积分--第三节思考与练习
-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法
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-第五节 定积分的几何应用
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-第六节 定积分的物理应用
--物理应用简介
-第七节 反常积分
--反常积分
--其他无穷积分
--第七章 定积分--第七节思考与练习
-第一节 数项级数的概念与性质
--第八章 级数--第一节 思考与练习
-第二节 正项级数的收敛判别法
--第八章 级数--第二节 思考与练习
-第三节 任意项级数
--交错项级数
--绝对值判敛法
--第八章 级数--第三节 思考与练习
-第四节 函数级数
--第八章 级数--第四节 思考与练习
-第五节 幂级数
--Abel判别法
--收敛半径与收敛域
--幂级数的分析性质
--幂级数求和
--第八章 级数--第五节思考与练习
-第六节 傅里叶级数
--三角函数的正交性
--第八章 级数--第六节思考与练习