有理函数积分方法之真分式的积分 |
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真分式:分母次数大于等于分子次数的分式。形如、、等。 求解思路:将原式分解为若干确定系数的简单分式后逐一求解。其中,确定各项系数的方法为待定系数法,可以通过化简比较求系数,或用留数法求系数。下面介绍这两种方法。 化简比较求系数分式拆分的待定系数法,即将复杂真分式写作几个待定常数的简单分式之和的形式,并通过各次项系数相同解得各个待定系数的方法。形如:。 ※方法:①先对分母作因式分解,分解得到的各个项作为新的简单分式的分母;②将每个简单分式的分子设为其分母的N-1阶完全多项式(N为分母的最高次数);③根据等式两边对应项系数相同的原则,对右式通分并合并同类项,而后与左式进行系数比较,列出有关待定系数的方程组后即可得解。 ※特殊规则:对于分解后得到简单子式的幂的项,应当写出每一阶的待定常数真分式。例如:应设,此为正确的设待定系数的方式(部分辅导书将后2项分母合并将对应分子写作Cx+D,实则是上述形式的变形)。 练习题(先自己解出式子再看答案): ① ② ③ ④上述例中的式子:A = 1,B = -1,C = -1,D = -3。 留数拆分计算法对原式分母分解后各子式次数较少的情况效率较好。信号与系统中求解拉普拉斯逆变换时,常用类似的方法以简化问题。 留数法可以分为两种情形: ①分母分解后的子式中只有单根,如;此时方法如下: 分解后的分母只有单根(各子式均为1阶) 练习题(先自己解出式子再看答案): ① 得到A = 1/2,B = -1,C = 1/2. ②分母分解后的子式中存在重根,如。此时方法如下: 分解后的分母存在重根其中d为微分。 技巧:m重根分出来的子式中,分母要乘m-k次变回原来的重数就要对应再求(m-k)次导数并乘(m-k)的阶乘。 例题&&练习题(先自己解出式子再看答案): ① 得到A =4,B = -3,C = -4. ② 得到A = -2,B = 3,C =2,D = 2. 结语分母因式分解后, ①存在令=0有复数根的子式时,使用待定系数法;例: ②各子式次数不高(1~2、多数为1),优先考虑留数法;例:、 只有一个子式为高次,其余子式均为1次时,优先考虑留数法。例: |
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