黑龙江八一农垦大学：《工科高等数学》课程教学资源（PPT课件）第四章 不定积分（4.4）几种特殊类型函数的积分

第四节几种特殊类型函数的积分 巴一、有理函数的积分 四二、三角函数有理式的积分 巴三、简单无理函数的积分 四、小结思考题

生一有理函数的积分 有理函数的定义: 两个多项式的商表示的函数称之 王P=+几+“十 e(x) box"+b,"+.+bmx+b 其中m、n都是非负整数 09199 及 cb0,b1,…,bm都是实数,并且an0≠0,b≠0 上页

有理函数的定义： 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 . 一、有理函数的积分

假定分子与分母之间没有公因式 中()n<m,这有理函数是真分式 庄()n≥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 午多项式和一个真分式之和 工工工 x3+x+1 例 x+1 x2+1 难点将有理函数化为部分分式之和 上页

假定分子与分母之间没有公因式 (1) n  m, 这有理函数是真分式； (2) n  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. 例 1 1 2 3 + + + x x x . 1 1 2 + = + x x 难点 将有理函数化为部分分式之和

上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 少x k (x-a)4(x-a -a 其中A1,A2…,4都是常数 特殊地:k=1,分解后为 上页

（1）分母中若有因式 ，则分解后为 k (x − a) , ( ) ( ) 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 −

(2)分母中若有因式(x2+px+q),其中 p2-4q<0则分解后为 Mx+ M 2 x+N 十 2 M k_1+…+-2 k x+n k (x px+o(x+px+q r t t q 工工工 其中M,N都是常数(=1,2, k). 特殊地:k=,分解后为 Mx+N x t pxt q 上页

（2）分母中若有因式 ，其中 k (x px q) 2 + + 4 0 则分解后为 2 p − q  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 + + +

真分式化为部分分式之和的待定系数法 例1+3 x+3 A B 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, IB=6 x+3 5 6 x2-5x+6x-2x-3 上页

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

C 例2 A B = 十 x(x-1) 2 X (x-1)2x =A(x-1)2+Bx+Cx(x-1) (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 1)2x(x-1)2x-1 上页

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

1 A Bx+c 例3 (1+2x)(1+x2)1+2x1+x2 1=A(1+x2)+(Bx+C)(1+2x) 整理得1=(A+2B)x2+(B+2C)x+C+A, A+2B=0, 2 工工工 B+2C=0,→A=,B=-C 5 A+C=1, x+ (1+2x)(1+x2)1+2x1+h 5 5 上页

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

例4求积分 解 dx X(S 1 =lnx一 In(x-1)+c. x-1

例4 求积分 . ( 1) 1 2 dx 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5求积分 (1+2x)(1+x 2 c. C+ 解 5 )dx (1+2x)(1+x) 1+2r"t;5 1+x 1c 2x ln(1+2x) 2 d x t d x 5 51+x 51+x2 In(1+2x)-=In(1+x)+arctan +C. 5 5 5 上页

例5 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