部分分数を使ってint 1 /(x ^ 2(2x-1))をどのように積分しますか?

部分分数を使ってint 1 /(x ^ 2(2x-1))をどのように積分しますか?
Anonim

回答:

#2ln | 2x-1 | -2ln | x | + 1 / x + C#

説明:

見つける必要があります #A、B、C# そのような

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

すべてのために #バツ#.

両側を掛ける #x ^ 2(2x-1)# 取得するため

#1 = Ax(2x-1)+ B(2x-1)+ Cx ^ 2#

#1 = 2Ax ^ 2-Ax + 2Bx-B + Cx ^ 2#

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

等化係数は私たちに与えます

#{(2A + C = 0)、(2B-A = 0)、( - B = 1):}#

そして私たちは #A = -2、B = -1、C = 4#。これを初期方程式に代入すると、

#1 /(x ^ 2(2x-1))= 4 /(2x-1)-2 / x-1 / x ^ 2#

今、それを一語ずつ統合する

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

取得するため

#2ln | 2x-1 | -2ln | x | + 1 / x + C#

回答:

答えは #= 1 / x - 2 ln(| x |)+ 2 ln(| 2 x - 1 |)+ C#

説明:

部分分数への分解を実行する

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

#=(A(2x-1)+ Bx(2x-1)+ C(x ^ 2))/(x ^ 2(2x-1))#

分母は同じです、分子を比較してください

#1 = A(2x-1)+ Bx(2x-1)+ C(x ^ 2)#

みましょう #x = 0#, #=>#, #1 = -A#, #=>#, #A = -1#

みましょう #x = 1/2#, #=>#, #1 = C / 4#, #=>#, #C = 4#

の係数 #x ^ 2#

#0 = 2B + C#

#B = -C / 2 = -4 / 2 = -2#

したがって、

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

そう、

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

#= 1 / x - 2 ln(| x |)+ 2 ln(| 2 x - 1 |)+ C#