matematykaszkolna.pl
proszę was zróbcie mi taką całkę będę dardzo wdzięczny amigo:
 x2 + 2 

dx
 1−x−x2 
28 wrz 20:02
M:
22 kwi 12:49
M:
21 maj 16:33
Mariusz: (Ax+B)(−1−2x)+C(1−x−x2) = x2 + 2 −Ax−2Ax2−B−2Bx + C−Cx−Cx2 = x2+2 −2A−C = 1 −A−2B−C = 0 −B + C = 2 C = −A−2B −A+2B = 1 A+3B=−2 5B = −1 5A = −7 5C = 9
 x2+2 

dx =
 1−x−x2 
 7 1 (−1−2x) 9 1−x−x2 
∫(−

x−

)

dx +


dx
 5 5 1−x−x2 5 1−x−x2 
 x2+2 

dx =
 1−x−x2 
 2 14 9 1−x−x2 

(7x+1)1−x−x2+

1−x−x2dx +


dx
 5 5 5 1−x−x2 
 x2+2 2 23 

dx =−

(7x+1)1−x−x2+

1−x−x2dx
 1−x−x2 5 5 
 1 
 1 1 
(x+

)(−x−

)
 2 2 
 
1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 − ∫

dx
 2 1−x−x2 
 1 
 1 
−(x+

)2
 2 
 
1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 − ∫

dx
 2 1−x−x2 
 1 
5 1 5 

−(x+

)2

4 2 4 
 
1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 − ∫

dx
 2 1−x−x2 
 1 5 1 
1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 − ∫1−x−x2dx+


dx
 2 4 1−x−x2 
 1 5 1 
2∫1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 +


dx
 2 4 1−x−x2 
 1 5 1 
2∫1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 +


dx
 2 4 5/4−(x+1/2)2 
x+1/2 = 5/2t dx = 5/2dt
5 1 5 5 1 


dx =

*


dt
4 5/4−(x+1/2)2 4 2 5/4−5/4t2 
5 1 5 1 


dx =


dt
4 5/4−(x+1/2)2 4 1−t2 
5 1 5 (2x+1) 


dx =

arcsin(

)+C1
4 5/4−(x+1/2)2 4 5 
 1 5 (2x+1) 
2∫1−x−x2dx = (x+

)1−x−x2 +

arcsin(

)+C1
 2 4 5 
 1 1 5 (2x+1) 
1−x−x2dx =

(x+

)1−x−x2 +

arcsin(

) + C2
 2 2 8 5 
 x2+2 2 

dx =−

(7x+1)1−x−x2+
 1−x−x2 5 
23 1 1 5 (2x+1) 

(

(x+

)1−x−x2 +

arcsin(

) )+C
5 2 2 8 5 
 x2+2 

dx =
 1−x−x2 
 14 23 2 23 23 (2x+1) 
(−

x+

x−

+

)1−x−x2+

arcsin(

)+C
 5 10 5 20 8 5 
 x2+2 1 23 (2x+1) 

dx =−

(2x−3)1−x−x2 +

arcsin(

) + C
 1−x−x2 4 8 5 
22 maj 08:43
Mariusz: Aby obliczyć całki postaci ∫R(x,ax2+bx+c)dx możemy zastosować jedno z trzech podstawień 1. a > 0 ax2+bx+c = t − ax ax2+bx+c = t2 − 2axt + ax2 bx+c = t2 − 2axt 2axt + bx = t2 − c x(2at + b) = t2 − c
 t2 − c 
x =

 2at + b 
 2at2 + bt − at2 + ac  
ax2+bx+c = t − ax =

 2at + b 
 at2 + bt + ac 
ax2+bx+c =

 2at + b 
 2t(2at + b) − 2a(t2 − c) 
dx =

dt
 (2at + b)2 
 at2 + bt + ac 
dx = 2

dt
 (2at + b)2 
Po podstawieniu dostajemy całkę
 t2 − c at2 + bt + ac 
∫R(

,

)
 2at + b 2at + b 
 at2 + bt + ac 
*2

dt
 (2at + b)2 
która jest całką z funkcji wymiernej 2. c > 0 ax2+bx+c = xt + c ax2+bx+c = x2t2+2cxt+c ax2+bx = x2t2+2cxt x2t2+2cxt − ax2 − bx = 0 x(xt2 + 2ct −ax − b) = 0 x = 0 ∨ xt2 + 2ct −ax − b = 0 xt2 + 2ct −ax − b = 0 x(t2 − a) + 2ct − b = 0 x(a − t2) − 2ct + b = 0 x(a − t2) = 2ct − b
 2ct − b 
x =

 a−t2 
 2ct2 −bt +ca − ct2 
ax2+bx+c = xt + c =

 a−t2 
 ct2 −bt +ca 
ax2+bx+c =

 a−t2 
 2c(a−t2) − (−2t)(2ct − b) 
dx =

dt
 (a−t2)2 
 2ca − 2ct2+4ct2−2bt 
dx =

dt
 (a−t2)2 
 ct2 − bt + ca 
dx = 2

dt
 (a−t2)2 
Po podstawieniu dostajemy całkę
 2ct − b ct2 −bt +ca 
∫R(

,

)
 a−t2 a−t2 
 ct2 − bt + ca 
* 2

dt
 (a−t2)2 
która także jest całką z funkcji wymiernej 3. b2 − 4ac > 0 ax2+bx+c = (x − α)t gdzie α oraz β są pierwiastkami trójmianu kwadratowego ax2+bx+c ax2+bx+c = (x − α)t a(x − α)(x − β) = (x − α)t a(x − α)(x − β) = (x − α)2t2 a(x − α)(x − β) − (x − α)2t2 = 0 (x − α)(a(x − β) − (x − α)t2) = 0 x = α ⋁ a(x − β) − (x − α)t2 = 0 a(x − β) − (x − α)t2 = 0 ax − aβ −xt2 + αt2 = 0 x(a − t2) = aβ − αt2
 aβ − αt2 
x =

 a − t2 
 aβ − αt2 
ax2+bx+c = (x − α)t = (

− α)t
 a − t2 
 a(β − α)t  
ax2+bx+c =

 a − t2 
 −2αt(a−t2) − (−2t)(aβ − αt2) 
dx =

dt
 (a−t2)2 
 −2aαt+2αt3+2aβt−2αt3 
dx =

dt
 (a−t2)2 
 a(β−α)t 
dx = 2

dt
 (a−t2)2 
Po podstawieniu dostajemy całkę
 aβ − αt2 a(β − α)t  
∫R(

,

)
 a − t2 a − t2 
 a(β−α)t 
*2

dt
 (a−t2)2 
która także jest całką z funkcji wymiernej Gdy mamy całkę z funkcji wymiernej to najpierw sprawdzamy czy stopień licznika jest większy od stopnia mianownika
 L(x) R(x) 

dx = ∫W(x)dx + ∫

dx
 M(x) M(x) 
Aby znaleźć wielomiany W(x) oraz R(x) możemy skorzystać z pisemnego dzielenia wielomianów
 R(x) 
Aby sprawdzić czy

jest ułamkiem nieskracalnym można skorzystać
 M(x) 
z algorytmu Euklidesa dla wielomianów (z braniem reszt z kolejnych dzieleń) Załóżmy że mamy całkę postaci
 L(x) 

dx , przy czym wiemy że stopień L(x) jest mniejszy od stopnia M(x)
 M(x) 
 L(x) 
a także że

jest nieskracalny
 M(x) 
Rozpatrzmy dwa przypadki 1. Mianownik posiada pierwiastki wielokrotne (mogą być rzeczywiste bądź zespolone) Stosujemy metodę Ostrogradskiego
 L(x) L1(x) L2(x) 

dx =

+∫

dx
 M(x) M1(x) M2(x) 
Przyjmijmy że deg L(x) < deg M(x) deg L1(x) < deg M1(x) deg L2(x) < deg M2(x) M1(x) = NWD(M(x) , M'(x))
 M(x) 
M2(x) =

 M1(x) 
Innymi słowy M2(x) posiada te same czynniki co mianownik M(x) tyle że pojedyncze natomiast M1(x) posiada pozostałe czynniki mianownika M(x) Jeżeli mamy podany rozkład mianownika M(x) na czynniki to z niego korzystamy aby obliczyć NWD(M(x),M'(x)) a jeżeli nie to zamiast rozkładać mianownik M(x) możemy skorzystać z algorytmu Euklidesa dla wielomianów
 L(x) L1(x) L2(x) 

dx =

+∫

dx
 M(x) M1(x) M2(x) 
d L(x) d L1(x) L2(x) 


dx =

(

+∫

dx)
dx M(x) dx M1(x) M2(x) 
d L(x) d L1(x) d L2(x) 


dx =

(

) +


dx
dx M(x) dx M1(x) dx M2(x) 
L(x) L1'(x)M1(x) − L1(x)M1'(x) L2(x) 

=

+

M(x) M12(x) M2(x) 
L(x) L1'(x)M1(x)M2(x) − L1(x)M1'(x)M2(x) 

=

M(x) M12(x)M2(x) 
 L2(x) 
+

 M2(x) 
L(x) L1'(x)M1(x)M2(x) − L1(x)M1'(x)M2(x) 

=

M(x) M12(x)M2(x) 
 L2(x)M12(x) 
+

 M12(x)M2(x) 
L(x) 

=
M(x) 
L1'(x)M1(x)M2(x) − L1(x)M1'(x)M2(x)+L2(x)M12(x) 

M12(x)M2(x) 
L(x) 

=
M(x) 
 L1'(x)M1(x)M2(x) − L1(x)M1'(x)M2(x)+L2(x)M12(x) 

 M1(x)M(x) 
L(x) M1(x)(L1'(x)M2(x) − L1(x)H(x)+L2(x)M1(x) 

=

M(x) M1(x)M(x) 
 M1'(x)M2(x) 
gdzie H(x) =

 M(x) 
L(x) L1'(x)M2(x) − L1(x)H(x)+L2(x)M1(x) 

=

M(x) M(x) 
 M1'(x)M2(x) 
gdzie H(x) =

 M(x) 
L(x) = L1'(x)M2(x) − L1(x)H(x)+L2(x)M1(x) Można pokazać że H(x) zawsze będzie wielomianem 2. Mianownik posiada tylko pierwiastki pojedyncze
 L(x) 

dx
 M(x) 
Rozkładamy mianownik na czynniki liniowe i kwadratowe nierozkładalne przy czym czynniki kwadratowe dla wygody zapisujemy w postaci kanonicznej
L(x) A1 A2 Ak 

=

+

+ ... +

M(x) x − a1 x − a2 x − ak 
 B1(x − p1) + C1q 
+

+
 (x − p1)2 + q12 
 B2(x − p2) + C2q 
+

+ ...+
 (x − p2)2 + q22 
 Bm(x − pm) + Cmq 

 (x − pm)2 + qm2 
Aby znaleźć współczynniki sprowadzamy ułamki do wspólnego mianownika i porównujemy współczynniki liczników Dostaniemy wtedy do rozwiązania układ równań liniowych w postaci Cramera
 1 

dx = ln|x − a| + C
 x−a 
 (x−p) 1 

dx =

ln((x − p)2 + q2)+C
 (x − p)2 + q2 2 
 q q 

dx = ∫

dx
 (x − p)2 + q2 
 x−p 
q2(1+(

)2)
 q 
 
 q 
1 

q 
 

dx = ∫

dx
 (x − p)2 + q2 
 x−p 
1+(

)2
 q 
 
 q x−p 

dx = arctg(

)+C
 (x − p)2 + q2 q 
22 maj 14:58