Całkowanie funkcji wymiernych

O całkowaniu funkcji wymiernych mówimy w sytuacji gdy funkcją podcałkową jest funkcja postaci \( \frac{P(x)}{Q(x)} \), gdzie \(P(x)\) i \(Q(x)\) są pewnymi wielomianami (oczywiście \(Q(x) \neq 0\)).

Jeżeli stopień wielomianu \(P(x)\) jest większy od stopnia wielomianu \(Q(x)\), to dzielimy

 wielomian \(P(x)\) przez \(Q(x)\), a resztę z dzielenia zapisujemy w postaci ułamka.

 

Przykład

Rozważmy całkę \( \int_{}^{} \frac{x^4+2x^3+x^2+2x+2}{x^2+1} dx\). Funkcją podcałkową jest \(\frac{x^4+2x^3+x^2+2x+2}{x^2+1}\).

Możemy zatem podzielić wielomian \(P(x) = x^4+2x^3+x^2+2x+2\) przez wielomian \(Q(x) = x^2+1\). Otrzymamy wówczas \(x^2+2\) jako wynik dzielenia oraz resztę równą \(2\).

Możemy więc zapisać funkcję podcałkową w postaci sumy trzech składników:

\(\frac{x^4+2x^3+x^2+2x+2}{x^2+1} = x^2+2x+ \frac{2}{x^2+1} \)

A więc początkowa całka rozkłada się na sumę trzech całek (korzystamy z addytywności całki).

\( \int_{}^{} \frac{x^4+2x^3+x^2+2x+2}{x^2+1}dx = \int_{}^{} x^2dx + \int_{}^{} 2xdx+ \int_{}^{} \frac{2}{x^2+1} dx\)

Każdą z tych całek policzymy w prosty sposób (korzystając z podstawowych wzorów) otrzymując w wyniku

\( \frac{x^3}{3} +x^2+2 arctgx+c\)

 

Uwaga

Jeśli stopień licznika jest mniejszy niż stopień mianownika, powyższa metoda nie zadziała. Wówczas dla funkcji podcałkowej wykonujemy rozkład na ułamki proste.

Polecamy również:

Komentarze (0)
Wynik działania 3 + 5 =
Ostatnio komentowane
cycki lubie
• 2025-03-05 14:35:07
bardzo to działanie łatwe
• 2025-03-03 13:00:02
Jest nad czym myśleć. PEŁEN POZYTYW.
• 2025-03-02 12:32:53
pozdro mika
• 2025-02-24 20:08:01
dzięki
• 2025-02-24 09:56:27