Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 28. 02. 2009 09:03

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Integrál s rozkladem na parciální zlomky

Zdravím ve foru,  :-)
mohl by mi prosím někdo pomoci s tímto příkladem a pokud možno i s postupem .. ? Děkuji za odpovědi. :-)

Tady je příklad : $\int{\frac{4}{x^3+x}dx}$


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

#2 28. 02. 2009 09:21 — Editoval O.o (28. 02. 2009 09:49)

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Integrál s rozkladem na parciální zlomky

↑ Ivana:

Ahoj .),

   možná se to rozkládá nějak takhle:


$  \frac{1}{x^3+x}=\frac{1}{x(x^2+1)}=\frac{A}{x}+\frac{Bx+C}{x^2+1} \nl \frac{1}{x(x^2+1)}=\frac{A}{x}+\frac{Bx+C}{x^2+1}  / \cdot (x(x^2+1)) \nl 1=A(x^2+1)+(Bx+C)x \nl 1=Ax^2+A+Bx^2+Cx \nl 1=x^2(A+B)+x(C)+A \nl x^2: \ 0=A+B \nl x^1: \ 0=C \nl x^0: \ 1=A  $


Poznámky:

   a) U integrálu jsem vytkl konstantu (číslo čtyři) před integrál.
   b) Ve jmenovateli jsem vytkl x.
   c) Jmenovatelé parciálních zlomků jsou asi jasné, nebo ne?
   d) Čitatel je u prvého zlomku A a u druhého Bx+C (Bx+C proto, že ve jmenovateli je již nerozložitelný polynom - má záporný diskriminant, kdyby byl např. kladný ... viz. níže)
   e) Dále jsem porovnával levou a pravou stranu rovnice s tím, že polynomy se rovnají právě tehdy, když jsou si rovny koeficienty u jednotlivých x^n (nevím, jak se tomu říká .-))
   f) Dostanu soustavu tří rovnic a to pro x^2, x^1 a x^0 (to je jen formální zápis, není to určitě matematicky správné, protože co kdyby tam byla nula dosazená za x nebo něco jiného nepěkného ;))
   g) Vyřešit soustavu, dosadi A, B, C do čitatelů parciálních zlomků a vrátit se k integrálu (to už nebdue problém, ne?
   [h) Popisoval jsem i úplně triviální kroky, abych se v tom neztratil ;)]


Poznámka na závěr:

   -   když ve jmenovateli vyskočí polynom např. x^2, nebo (x+A)^n [nepůjde to dále rozložit, tak budeš mít n zlomků, kde se ve jmenovateli budou postupně vyskytovat všechny mocniny, tzn. vypíši pouze jmenovatele: (x+A)^1, (x+A)^2, (x+A)^3, ... (x+A)^n], tak musíš počítat s více parciálními zlomky, teď nevím, má to snad něco s násobností kořenů nebo čím (někdo určitě vysvětlí), tedy pro x^2 by parciální zlomkyvypadali takto: $\frac{A}{x}+\frac{B}{x^2}$.

$  \frac{1}{x^2(x^2-1)}=\frac{1}{x^2(x+1)(x-1)}=\frac{A}{x}+\frac{B}{x^2}+\frac{Cx+D}{x+1}+\frac{E}{x-1}  $

EDIT:

Zkontrolováno a opravdu to vychází, holt jsem paranoik po ráno bez snídaně .)

EDIT II:

Zbytek postupu bude skryt pro kontrolu:



EDIT III:

Ještě jedna poznámka, ale s odkazem na řešení, proto si ji raději prohlédni až po dořešení ;):



EDIT IV:

Aaaa, už mi tam všude znovu chybí konstanty, tak to šalamounsky navolím, tak, že konstanta je rovna nule (jinak si je tam samozřejmě znovu dopiš, prosím ;))

Offline

 

#3 28. 02. 2009 09:26

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Re: Integrál s rozkladem na parciální zlomky

↑ O.o:Děkuji , promyslím a napíši, jak řeším. Mám problém s internetem, je to nějaké zahlcené a proto jsem neodeslala své řešení :-)


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

#4 28. 02. 2009 09:51

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Integrál s rozkladem na parciální zlomky

↑ Ivana:

   Poupravil jsem si ten příspěvek, ujel mi tam v té mé ukázce jeden čitatel a dpolnil jsem nějakou poznámku, co není prosím správně, to hned pište, člověku to po ránu také úplně nemyslí, zatím jdu na snídani a přeji Ivaně pěkné počítání (ale o víkendu a v tuhle dobu? Ivano, mozek se musí cvičit, ale někdy i odpočívat ^.^).

PS: Dovolil jsem si trochu přímo tykat ;)

Offline

 

#5 28. 02. 2009 10:44

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Re: Integrál s rozkladem na parciální zlomky

↑ O.o:Zdravím a s tykáním souhlasím, :-)

ted´ k příkladu : zatím se ztrácím u té 4 * int.. , ale jdu si odpočinout k přípravě oběda - konkrétně peču  bramboráky a až budou hotové pustím se do řešení opět. Ozvu se . Doufám, že snídaně byla dobrá  .. :-)


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

#6 28. 02. 2009 11:15 — Editoval O.o (28. 02. 2009 11:15)

O.o
Veterán
Příspěvky: 1402
Reputace:   16 
 

Re: Integrál s rozkladem na parciální zlomky

Jen jsem vytkl čtyřku:

$\int{\frac{4}{x^3+x}dx}=4\int{\frac{1}{x^3+x}dx}$

Poté upravuji integrant, abych ho dostal na parciální zlomky a dále dokázal integrovat, nahoře jsem urpavoval jen samotný zlomek $\frac{1}{x^3+x}$ (protože budu integrovat pozue tento), dostal jsem se na to, že tento zlomek se rovná dvoum parc. zlomkům $\frac{1}{x^3+x}=\frac{1}{x}+\frac{-x}{x^2+1}$, pro ověření jednoduše převedu na společný jmenovatel: $\frac{1}{x}+\frac{-x}{x^2+1}=\frac{x^2+1-x^2}{x(x^2+1)}=\frac{1}{x(x^2+1)}$ a to se skutečně rovná našemu původnímu zlomku, tedy mohu psát, že $\frac{1}{x^3+x}=\frac{1}{x}+\frac{-x}{x^2+1}=\frac{x^2+1-x^2}{x(x^2+1)}=\frac{1}{x(x^2+1)}$, tím jen ukazuji, že parciální zlomky jsme vyřešili správně, tedy nebude vadit, že budeme integrovat $\frac{1}{x}+\frac{-x}{x^2+1}$ místo $\frac{1}{x^3+x}$. Pak už jde jen o řešení integrálů, které jsou jednoduše řešitelné ;)

Offline

 

#7 28. 02. 2009 13:29

Ivana
Příspěvky: 4819
Reputace:   32 
 

Re: Integrál s rozkladem na parciální zlomky

↑ O.o:Vyšlo mi to , děkuji :-)


Jedna krát jedna je  " tisíckrát " jedna :-)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson