Kako integrirati int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2 koristeći djelomične frakcije?

Kako integrirati int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2 koristeći djelomične frakcije?
Anonim

Odgovor:

#int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) dx = #

# 2ln (x-1) + 2ln (x + 1) -2 / (x + 1) + C_o #

Obrazloženje:

Postavite jednadžbu za varijable A, B, C

#int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) dx = int (A / (x-1) + B / (x + 1) + C / (x 1) ^ 2) dx #

Najprije riješimo za A, B, C

# (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) = A / (x-1) + B / (x + 1) + C / (x + 1) ^ 2 #

LCD # = (X-1), (x + 1) ^ 2 #

# (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) = (A (x + 1) ^ 2 + B (x ^ 2-1) + C (x-1))) / ((x-1), (x + 1) ^ 2) *

Pojednostaviti

# (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) = (A (x ^ 2 + 2x + 1) + B (x ^ 2-1) + C (x -1)) / ((x-1), (x + 1) ^ 2) *

# (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) = (Ax ^ 2 + 2Ax + A + Bx ^ 2-B + Cx-C) / ((x 1) (x + 1) ^ 2) *

Promijenite uvjete desne strane

# (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) = (Ax ^ 2 + Bx ^ 2 + 2Ax + Cx + ABC) / ((x-1) (x 1) ^ 2) *

postavimo jednadžbe za rješavanje za A, B, C tako da uskladimo numeričke koeficijente lijevog i desnog pojma

# A + B = 4 "" #prva jednadžba

# 2A + C = 6 "" #druga jednadžba

# A-B-C = -2 "" #treća jednadžba

Simultano rješenje pomoću rezultata druge i treće jednadžbe

# 2A + A + C-C-B-6-2 #

# 3A-B = 4 "" #četvrta jednadžba

Koristeći sada prvu i četvrtu jednadžbu

# 3A-B = 4 "" #četvrta jednadžba

# 3 (4-B) -B = 4 "" #četvrta jednadžba

# 12-3B-B-4 #

# -4B = 4-12 #

# -4B = -8 #

# B-2 #

Riješite za korištenje # 3A-B = 4 "" #četvrta jednadžba

# 3A-2 = 4 "" #četvrta jednadžba

# 3A-4 + 2 #

# 3A-6 #

# A = 2 #

Riješite C pomoću # 2A + C = 6 "" #druga jednadžba i # A = 2 # i # B-2 #

# 2A + C = 6 "" #druga jednadžba

# 2 (2) C + = 6 #

# 4 + C = 6 #

# C-6-4 #

# C-2 #

Sada provodimo našu integraciju

#int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) dx = int (2 / (x-1) + 2 / (x + 1) + 2 / (x 1) ^ 2) dx #

#int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) dx = int (2 / (x-1) + 2 / (x + 1) + 2 * (x 1) ^ (- 2)) dx #

#int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) dx = 2ln (x-1) + 2ln (x + 1) + (2 * (x + 1)) ^ (- 2 + 1)) / (- 2 + 1) + C_o #

#int (4x ^ 2 + 6x-2) / ((x-1) (x + 1) ^ 2) dx = 2ln (x-1) + 2ln (x + 1) -2 / (x + 1) + C_o #

Bog blagoslovi … Nadam se da je objašnjenje korisno.