《D33有理函数积分》PPT课件

目录 上页 下页 返回 结束 第三节 基本积分法:换元积分法;分部积分法 初等函数求导初等函数积分一、有理函数的积分 二、可化为有理函数的积分举例有理函数的积分本节内容:第三三章 直接积分法;目录 上页 下页 返回 结束 一、一、有理函数的积分有理函数的积分)()()(xQxPxR nnnaxaxa110mmmbxbxb110有理函数:nm 时,)(xR为假分式;nm 时,)(xR为真分式有理函数相除多项式+真分 式分解其中部分分式的形式为kkqxpxNxMaxA)(;)(2)04,(2qpkN若干部分分式之和目录 上页 下页 返回 结束 例例1.将下列真分式分解为部分分式:;)1(1)1(2xx.)1)(21(1)2(2xx解解:(1)用拼凑法22)1()1(1xxxx2)1(1x)1(1xx2)1(1x)1(xx2)1(1x11xx1)1(xx)1(xx目录 上页 下页 返回 结束(2)比较系数法1CA)1)(21(12xx xA2121xCBx)1)(21()21)()1(22xxxCBxxA)1)(21()2()2(22xxCAxCBxBA02 BA02 CB52B51C原式=x214512112xx54A目录 上页 下页 返回 结束 四种典型部分分式的积分四种典型部分分式的积分:CaxAln)1(nCaxnAn1)(1xaxAd.1xaxAnd)(.2xqxpxNxMd.32xqxpxNxMnd)(.42)1,04(2nqp变分子为)2(2pxM2pMN 再分项积分 pxqpxx2)(2目录 上页 下页 返回 结束 例例2.求.)1)(21(d2xxx解解:已知)1)(21(12xx51x214212xx211xxx21)21(d52原式221)1(d51xx21d51xxx21ln52)1(ln512xCxarctan51例1(3)目录 上页 下页 返回 结束 例例3.求.d3222xxxx解解:原式xxxd3223)22(21x32)32d(2122xxxx32ln212xx22)2()1()1d(3xxCx21arctan23思考思考:如何求?d)32(222xxxx提示提示:变形方法同例3,并利用书 P363 公式20.目录 上页 下页 返回 结束 xxxd)4)(1(22)4()1(22xx例例4.求求.d4555222423xxxxxxIxxxxxId4552243xxxxd455224245)55d(212424xxxx45ln2124xx2arctan21xCxarctan解解:说明说明:将有理函数分解为部分分式进行积分虽可行,但不一定简便,因此要注意根据被积函数的结构寻求简便的方法.目录 上页 下页 返回 结束 例例5.求求.d)22(222xxxx解解:原式xxxd)22(22)22(2 xx)22(x1)1(d2xx222)22()22d(xxxx)1arctan(x2212xxC目录 上页 下页 返回 结束 常规法 例例6.求求解解:原式xxd14)1(2x)1(2 x211d4xx(见P363 公式21)2arctan2211xx21221 ln21xx21xxCxxxxd12122121xxxxd121221212)(2121xx)d(1xx 2)(2121xx)d(1xx 注意本题技巧注意本题技巧xx21arctan2212Cxxxx1212ln24122)0(x按常规方法解1d4xx第一步 令)(1224dxcxbxaxx比较系数定 a,b,c,d.得)12)(12(1224xxxxx第二步 化为部分分式.即令)12)(12(111224xxxxx121222xxDxCxxBxA比较系数定 A,B,C,D.第三步 分项积分.此解法较繁!目录 上页 下页 返回 结束 二二、可化为有理函数的积分举例、可化为有理函数的积分举例设)cos,(sinxxR表示三角函数有理式,xxxRd)cos,(sin令2tanxt 万能代换(参考下页例7)t 的有理函数的积分1.三角函数有理式的积分三角函数有理式的积分则目录 上页 下页 返回 结束 例例7.求求.d)cos1(sinsin1xxxx解解:令,2tanxt 则222222cossincossin2sinxxxxx222tan1tan2xx212tt22222222cossinsincoscosxxxxx2222tan1tan1xx2211ttxdttd122目录 上页 下页 返回 结束 xxxxd)cos1(sinsin1 2121tt212tt)1(2211ttttd212tttd122121221tt 2tlnC2tan412x2tanxCx2tanln21212sinttx2211costtxttxd12d2目录 上页 下页 返回 结束 例例8.求求.)0(cossind2222baxbxax解解:原式xxd2cos1222tanbxa222)(tantand1abxxa)tanarctan(1xbabaC说明说明:通常求含xxxxcossincos,sin22及的积分时,xttan往往更方便.的有理式用代换目录 上页 下页 返回 结束 例例9.求.)0(d)cossin(12baxxbxa解法解法 1 xttan令原式 dx2)tan(bxax2cos2)(dbtatCbtaa)(1Cxbxaax)cossin(cos目录 上页 下页 返回 结束 xbxacossin例例9.求求)0(d)cossin(12baxxbxa解法解法 2 cos,sin2222babbaa令22baxbabxbaacossin2222sincos原式)(cosd1222xxbaCxba)tan(122Cbaxba)arctantan(122baarctan目录 上页 下页 返回 结束 2.简单无理函数的积分简单无理函数的积分,d),(xbaxxRn令nbxat,d),(xxRndxcbxa令ndxcbxat被积函数为简单根式的有理式,可通过根式代换 化为有理函数的积分.例如:,d),(xbaxbaxxRmn,pbxat令.,的最小公倍数为nmp目录 上页 下页 返回 结束 例例10.求.21d3xx解解:令,23xu则,23 uxuuxd3d2原式u123uuduuud11)1(32uuud)111(33221uuu1lnC3223)2(x323x321ln3xC目录 上页 下页 返回 结束 例例11.求.d3xxx解解:为去掉被积函数分母中的根式,取根指数 2,3 的最小公倍数 6,6tx 则有原式23tttt d65ttttd)111(626331t221ttt1lnCCxxxx)1(ln6632663令目录 上页 下页 返回 结束 例例12.求.d11xxxx解解:令,1xxt则,112tx22)1(d2dtttx原式原式tt)1(2tttd)1(222tttd1222t211lnttCxx12Cxxx1122ln目录 上页 下页 返回 结束 内容小结内容小结1.可积函数的特殊类型有理函数分解多项式及部分分式之和三角函数有理式万能代换简单无理函数三角代换根式代换2.特殊类型的积分按上述方法虽然可以积出,但不一定 要注意综合使用基本积分法,简便计算.简便,目录 上页 下页 返回 结束 思考与练习思考与练习如何求下列积分更简便?)0(d.1662axxaxxxxcossind.23解解:1.23233)()(d31xax原式Caxaxa33333ln61Caxaxa33333ln612.原式xxxxxdcossincossin322xxxcossindxxxdsincos3xxtantandxx3sinsindxtanlnCx2sin121目录 上页 下页 返回 结束 备用题备用题 1.求不定积分解：解：.d)1(126xxx令,1xt 则,1tx ttxd1d2,故xxxd)1(126161t)11(2tttd)1(2tttd126ttttd)111(224551t331ttCt arctanCxxxx1arctan1315135分母次数较高,宜使用倒代换.