background image

 

 

Całkowanie funkcji niewymiernych 

 

 

Całki z funkcji niewymiernych sprowadzamy do całek z funkcji wymiernych. 

 

 

     

dx

d

cx

b

ax

x

R

n

+

+

,

        

d

c

b

a

bc

ad

,

,

,

0

- liczby rzeczywiste 

R

 – funkcja wymierna dwu zmiennych 

( )

( )

( )

y

x

W

y

x

P

y

x

R

,

,

,

=

 

 

 

 

a

c

t

d

t

b

x

d

cx

b

ax

t

d

cx

b

ax

t

n

n

n

n

=

+

+

=

+

+

=

                   

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

dt

a

c

t

bc

ad

nt

dx

dt

a

c

t

d

t

b

c

nt

a

ct

d

nt

dx

n

n

n

n

n

n

n

2

1

2

1

1

=

=

 

 

 

 

 

     

(

)

dx

c

bx

ax

x

R

+

+

2

,

 

 

R

 – funkcja wymierna dwu zmiennych 

 

0

0

4

2

a

ac

b

 

 

 

1) 

0

>

a

  pierwsze podstawienie Eulera 

 

t

a

b

c

t

x

xt

a

t

c

bx

x

a

t

c

bx

ax

2

2

2

2

2

+

=

=

+

=

+

+

              

(

)

(

)

(

)

(

)

dt

t

a

b

c

a

tb

t

a

dx

dt

t

a

b

c

t

a

t

a

b

t

dx

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

+

+

+

=

+

+

=

 

 

Inne podstawienia: 

x

a

t

c

bx

ax

+

=

+

+

2

 ,  

t

x

a

c

bx

ax

=

+

+

2

 

 

 

 

background image

 

Przykład 

C

x

k

x

t

dt

t

t

k

t

dt

t

k

t

t

k

t

k

x

dt

t

k

t

dx

t

k

t

x

x

tx

t

k

x

x

t

k

x

k

x

dx

+

+

±

=

=

=

±

±

=

±

=

±

±

=

=

+

=

±

=

±

=

±

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

ln

ln

1

2

2

2

2

2

2

1

 

 

 
2) 

0

>

c

  drugie podstawienie Eulera 

 

2

2

2

2

2

t

a

b

t

c

x

t

c

xt

b

ax

c

xt

c

bx

ax

=

=

+

+

=

+

+

              

(

)

(

)

(

)

(

)

dt

t

a

tb

a

c

t

c

dx

dt

t

a

b

t

c

t

t

a

c

dx

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

+

=

+

=

 

 

Inne podstawienia: 

c

xt

c

bx

ax

=

+

+

2

 

 

 

3) 

0

0

<

<

c

a

  trzecie podstawienie Eulera 

(

(

)(

)

2

1

2

2

1

:

,

0

x

x

x

x

a

c

bx

ax

R

x

x

zał

=

+

+

>

 

(

)

(

)(

)

(

)

2

1

2

2

2

1

2

2

1

1

2

t

a

x

t

ax

x

x

x

t

x

x

x

x

a

x

x

t

c

bx

ax

=

=

=

+

+

              

(

) (

)

(

)

(

)

(

)

dt

a

t

x

x

ta

dx

dt

a

t

x

t

ax

t

a

t

tx

dx

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

=

+

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

Wzór Abela 

 

      

( )

( )

+

+

+

+

+

=

+

+

c

bx

ax

dx

k

c

bx

ax

x

W

dx

c

bx

ax

x

W

n

n

2

2

1

2

 ,   

gdzie 

n

W

1

n

W

– wielomiany stopnia odpowiednio 

n

  i 

1

n

R

k

 

 

Dane: 

W

,a ,b, c 

 

 Szukane: 

( )

?

?,

1

=

=

k

x

W

n

 

 

 

Metoda współczynników nieoznaczonych 

 

Po zró niczkowaniu to samo ci we wzorze Abela otrzymujemy: 

( )

( )

( )

c

bx

ax

k

c

bx

ax

b

ax

x

W

c

bx

ax

x

W

c

bx

ax

x

W

n

n

n

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

+

+

2

2

1

2

1

2

2

2

 

( )

( )

(

)

( )(

)

k

b

ax

x

W

c

bx

ax

x

W

x

W

n

n

n

+

+

+

+

+

=

2

1

2

1

2

1

 

 

Powy sza to samo  jest to samo ci  wielomianów, zatem jest ona spełniona gdy współczynniki 

przy odpowiednich pot gach wielomianu po prawej stronie i po lewej stronie to samo ci s  sobie 
równe. St d łatwo wyznaczy  współczynniki wielomianu 

W

n

 

oraz stał  

k

 

 

 

Przykład 

 

(

)

+

+

=

2

2

2

2

4

4

4

8

x

x

dx

k

x

x

B

Ax

dx

x

x

x

  

 

nast pnie ró niczkuj c to równanie otrzymujemy: 

(

)

2

2

2

2

2

4

1

4

2

2

4

4

4

8

x

x

k

x

x

x

B

Ax

x

x

A

x

x

x

+

+

+

=

 

(

)

(

)(

)

k

x

B

Ax

x

x

A

x

+

+

+

=

2

4

8

2

2

 

 

z czego łatwo jest wyliczy : 

=

=

=

2

3

2

1

k

B

A

 

czyli: 

+

+

=

2

2

2

2

4

2

4

3

2

4

8

x

x

dx

x

x

x

dx

x

x

x

 

 

background image

 

                        

(

)

C

x

t

t

dx

t

dx

dt

dx

t

x

x

dx

x

x

dx

+

=

=

=

=

=

=

=

=

=

2

2

arcsin

arcsin

1

4

4

2

2

2

2

2

4

4

2

2

2

2

 

 

 

C

x

x

x

x

dx

x

x

x

+

+

+

=

2

2

arcsin

2

4

3

2

4

8

2

2

2

 

 

 

 

 

 

     

( )

(

)

+

+

=

dx

c

bx

ax

x

x

W

I

k

n

2

α

         

N

k

R

∈ ,

α

 

 
Je eli 

k

n

 

          

 

( )

(

)

( )

( )

(

)

k

k

n

x

x

R

x

P

x

x

W

α

α

+

=

 

 

 

( )

( )

(

)

+

+

+

+

+

=

dx

c

bx

ax

x

x

R

dx

c

bx

ax

x

P

I

k

2

2

α

 

gdzie pierwsz  całk  rozwi zujemy metod  współczynników nieoznaczonych, a drug  – w 
nast puj cy sposób (przypadek 

n<k

 

 
Je eli 

k

n

<

 

 

 

Stosujemy podstawienie 

dt

t

dx

t

x

x

t

2

1

1

1

=

=

=

α

α

 a nast pnie rozwi zujemy całk  metod  

współczynników nieoznaczonych.