Korisnički Kontrolni Panel
Pogledajte svoj profil
Pogledajte svoje postove
ČPP
Prijavite se

Matematički forum na kojem možete da diskutujete o raznim matematičkim oblastima, pomognete drugima oko rešavanja zadataka, a i da dobijete pomoć kada vam zatreba


















Index stranica MATEMATIČKA ANALIZA INTEGRALI

Integracija racionalnih funkcija

[inlmath]\int xe^x\mathrm dx[/inlmath]
  • +2

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Milovan » Ponedeljak, 29. Jul 2013, 12:11

eseper je napisao:Može mala pomoć oko sljedećeg zadatka:
[dispmath]\int\frac{x\mathrm dx}{x^4-2x^2-1}[/dispmath]
kada se sredi dobije se [dispmath]\int\frac{x\mathrm dx}{\left(x^2-1\right)^2}[/dispmath]

Loše si sredio, ovi integrali nisu ekvivalentni.
[dispmath]x^4-2x^2-1\neq\left(x^2-1\right)^2[/dispmath]
A inače:
[dispmath]x^4-2x^2-1=\left(x^2-1\right)^2-2[/dispmath]
Pa smenom [inlmath]t=x^2-1[/inlmath] uz [inlmath]\mathrm dt=2x\mathrm dx[/inlmath]
Polazni integral postaje:
[dispmath]\frac{1}{2}\int\frac{\mathrm dt}{t^2-2}[/dispmath]
Ovo dalje rešiš kao klasičan integral racionalne funkcije, vratiš smenu, razliku logaritama prevoriš u logaritam količnika i dobićeš njihovo rešenje.
Korisnikov avatar
Milovan  OFFLINE
 
Postovi: 568
Zahvalio se: 356 puta
Pohvaljen: 704 puta

Sharuj ovu temu na:

Share on Facebook Facebook Share on Twitter Twitter Share on MySpace MySpace Share on Google+ Google+
  • +2

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Daniel » Ponedeljak, 29. Jul 2013, 12:32

eseper je napisao:kada se sredi dobije se [dispmath]\int\frac{x\mathrm dx}{\left(x^2-1\right)^2}[/dispmath]
Pokušao sam, ali čini se da je ovo tip zadatka koji se ne može rastaviti na parcijalne razlomke

Zašto ne može? Iako si do njega pogrešno došao, ajd da za trenutak pretpostavimo da zaista imamo takav integral:
[dispmath]\frac{x}{\left(x^2-1\right)^2}=\frac{x}{\left(x+1\right)^2\left(x-1\right)^2}=\frac{A}{x+1}+\frac{B}{\left(x+1\right)^2}+\frac{C}{x-1}+\frac{D}{\left(x-1\right)^2}=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{A\left(x+1\right)\left(x-1\right)^2+B\left(x-1\right)^2+C\left(x+1\right)^2\left(x-1\right)+D\left(x+1\right)^2}{\left(x+1\right)^2\left(x-1\right)^2}=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{A\left(x^2-1\right)\left(x-1\right)+B\left(x-1\right)^2+C\left(x+1\right)\left(x^2-1\right)+D\left(x+1\right)^2}{\left(x+1\right)^2\left(x-1\right)^2}=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{A\left(x^3-x^2-x+1\right)+B\left(x^2-2x+1\right)+C\left(x^3+x^2-x-1\right)+D\left(x^2+2x+1\right)}{\left(x+1\right)^2\left(x-1\right)^2}=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{\left(A+C\right)x^3+\left(-A+B+C+D\right)x^2+\left(-A-2B-C+2D\right)x+\left(A+B-C+D\right)}{\left(x+1\right)^2\left(x-1\right)^2}[/dispmath][dispmath]\Rightarrow\quad\begin{array}{l}
A+C=0\\
-A+B+C+D=0\\
-A-2B-C+2D=1\\
A+B-C+D=0
\end{array}\quad\Rightarrow\quad\begin{array}{l}
A=0\\
B=-\frac{1}{4}\\
C=0\\
D=\frac{1}{4}
\end{array}[/dispmath][dispmath]\Rightarrow\quad\frac{x}{\left(x^2-1\right)^2}=\frac{1}{4\left(x-1\right)^2}-\frac{1}{4\left(x+1\right)^2}[/dispmath]
Naravno, to nije ono što tebi treba u ovom zadatku. :) Ali, možda ti nekad i to zapadne, pa nije zgoreg da imaš postupak... ;)
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod eseper » Ponedeljak, 29. Jul 2013, 15:22

Hvala obojici. Sada rješavam malo drukčije tipove svih integrala od onih s nastave, uključujući i ove racionalnih funkcija, s obzirom da takvo nešto "neklasično" i očekujem :)

Evo još jednog takvog:
[dispmath]\int\frac{x^3\mathrm dx}{x^4-x^2-2}[/dispmath]
sređen glasi ovako [dispmath]\int\frac{x^3\mathrm dx}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}[/dispmath]
sada, rastav na parcijalne razlomke nije moguć, stoga preostaje zamjena varijabli tako da
[inlmath]t=x^2[/inlmath]
[inlmath]\mathrm dt=2x\mathrm dx[/inlmath] odnosno [inlmath]\frac{1}{2}\mathrm dt=x\mathrm dx[/inlmath]
pa onda imamo [dispmath]\frac{1}{2}\int\frac{t\mathrm dt}{(t+1)(t-2)}[/dispmath] i tek sada parcijalni razlomci
[dispmath]\frac{1}{2}\int\frac{A\mathrm dt}{t+1}+\frac{1}{2}\int\frac{B\mathrm dt}{t-2}[/dispmath]
[inlmath]A=\frac{1}{3}\\
B=\frac{2}{3}[/inlmath]
uvrstim to umjesto [inlmath]A[/inlmath] i [inlmath]B[/inlmath] i vratim zamjenu
konačno rješenje mi je
[dispmath]\int\frac{x^3\mathrm dx}{x^4-x^2-2}=\frac{1}{6}\ln\left|x^2+1\right|+\frac{1}{3}\ln\left|x^2-2\right|+C[/dispmath]
Korisnikov avatar
eseper  OFFLINE
 
Postovi: 623
Lokacija: Split
Zahvalio se: 342 puta
Pohvaljen: 51 puta

  • +1

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Daniel » Ponedeljak, 29. Jul 2013, 16:01

:correct:

Ali, ovo ne stoji:
eseper je napisao:[dispmath]\int\frac{x^3\mathrm dx}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}[/dispmath]
sada, rastav na parcijalne razlomke nije moguć

Moguć je, isto kao i u prethodnom primeru:[dispmath]\int\frac{x^3\mathrm dx}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}=\int\frac{x^3\mathrm dx}{\left(x^2+1\right)\left(x+\sqrt 2\right)\left(x-\sqrt 2\right)}=[/dispmath]
[dispmath]=\int\left(\frac{Ax+B}{x^2+1}+\frac{C}{x+\sqrt 2}+\frac{D}{x-\sqrt 2}\right)\mathrm dx=[/dispmath]
[dispmath]=\int\frac{\left(Ax+B\right)\left(x^2-2\right)+C\left(x^2+1\right)\left(x-\sqrt 2\right)+D\left(x^2+1\right)\left(x+\sqrt 2\right)}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}\mathrm dx=[/dispmath]
[dispmath]=\int\frac{Ax^3+Bx^2-2Ax-2B+Cx^3-C\sqrt 2x^2+Cx-C\sqrt 2+Dx^3+D\sqrt 2x^2+Dx+D\sqrt 2}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}\mathrm dx=[/dispmath]
[dispmath]=\int\frac{\left(A+C+D\right)x^3+\left(B-C\sqrt 2+D\sqrt 2\right)x^2+\left(-2A+C+D\right)x+\left(-2B-C\sqrt 2+D\sqrt 2\right)}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}\mathrm dx[/dispmath][dispmath]\Rightarrow\quad\begin{array}{l}
A+C+D=1\\
B-C\sqrt 2+D\sqrt 2=0\\
-2A+C+D=0\\
-2B-C\sqrt 2+D\sqrt 2=0
\end{array}\quad\Rightarrow\quad\begin{array}{l}
A=\frac{1}{3}\\
B=0\\
C=\frac{1}{3}\\
D=\frac{1}{3}
\end{array}[/dispmath][dispmath]\Rightarrow\quad\int\frac{x^3\mathrm dx}{\left(x^2+1\right)\left(x^2-2\right)}=\int\left(\frac{1}{3}\cdot\frac{x}{x^2+1}+\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{x+\sqrt 2}+\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{x-\sqrt 2}\right)\mathrm dx=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{1}{3}\left(\int\frac{x\mathrm dx}{x^2+1}+\int\frac{\mathrm dx}{x+\sqrt 2}+\int\frac{\mathrm dx}{x-\sqrt 2}\right)=\frac{1}{3}\left[\frac{1}{2}\int\frac{\mathrm d\left(x^2\right)}{x^2+1}+\ln\left|x+\sqrt 2\right|+\ln\left|x-\sqrt 2\right|\right]=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{1}{6}\ln\left|x^2+1\right|+\frac{1}{3}\ln\left(\left|x+\sqrt 2\right|\cdot\left|x-\sqrt 2\right|\right)+c=\frac{1}{6}\ln\left|x^2+1\right|+\frac{1}{3}\ln\left|x^2-2\right|+c[/dispmath]
Istina, elegantnije jeste preko smene, to se slažem, hteo sam samo da pokažem da ni ovako nije nemoguće. ;)
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod eseper » Ponedeljak, 29. Jul 2013, 16:32

Malo sam se krivo izrazio. Moguće je, naravno, ali zašto komplicirati život :mrgreen:
Korisnikov avatar
eseper  OFFLINE
 
Postovi: 623
Lokacija: Split
Zahvalio se: 342 puta
Pohvaljen: 51 puta

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Daniel » Ponedeljak, 29. Jul 2013, 16:44

eseper je napisao:zašto komplicirati život :mrgreen:

Ima nas koji uživamo u tome. :P
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Ricma994 » Sreda, 12. Mart 2014, 20:26

Jel moze pomoc oko ovog integrala? [dispmath]\int\frac{\mathrm dx}{x^2-x+1}[/dispmath] Posto mi je to ustvari deo jednog integrala koji se resava parcijalnom integracijom to sam isto pokusao i ovde al ne ide .Hvala unapred
 
Postovi: 6
Zahvalio se: 5 puta
Pohvaljen: 0 puta

  • +1

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Daniel » Sreda, 12. Mart 2014, 21:21

U ovom slučaju rastavljanje na parcijalne razlomke nije moguće, budući da polinom u imeniocu nema nule – odmah možemo i videti da je taj polinom uvek pozitivan, jer on predstavlja jedan od dva faktora u rastavljanju zbira kubova: [inlmath]x^3+1=\left(x+1\right)\underbrace{\left(x^2-x+1\right)}_{>0}[/inlmath]
Zbog toga primenjujemo onu drugu metodu, koja je objašnjena počev od ovog posta, za slučaj kada polinom u imeniocu nema nule, pa se ne može rastaviti na faktore.
Ovde je postupak prilično pojednostavljen u odnosu na opšti slučaj, budući da u brojiocu nemamo polinom. Dakle, treba nekako ovaj integral da svedemo na oblik [inlmath]\int\frac{\mathrm dt}{1+t^2}[/inlmath], što predstavlja tablični integral [inlmath]\mathrm{arctg}\:t+c[/inlmath]:
[dispmath]\int\frac{\mathrm dx}{x^2-x+1}=\int\frac{\mathrm dx}{\left(x-\frac{1}{2}\right)^2-\frac{1}{4}+1}=\int\frac{\mathrm dx}{\left(x-\frac{1}{2}\right)^2+\frac{3}{4}}=\int\frac{\mathrm dx}{\frac{3}{4}\left[\frac{4}{3}\left(x-\frac{1}{2}\right)^2+1\right]}=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{4}{3}\int\frac{\mathrm dx}{\frac{4}{3}\left(x-\frac{1}{2}\right)^2+1}=\frac{4}{3}\int\frac{\mathrm dx}{\left[\frac{2}{\sqrt 3}\left(x-\frac{1}{2}\right)\right]^2+1}=\frac{4}{3}\int\frac{\frac{\sqrt 3}{2}\mathrm d\left[\frac{2}{\sqrt 3}\left(x-\frac{1}{2}\right)\right]}{\left[\frac{2}{\sqrt 3}\left(x-\frac{1}{2}\right)\right]^2+1}=[/dispmath]
[dispmath]=\frac{2\sqrt 3}{3}\int\frac{\mathrm d\left[\frac{2}{\sqrt 3}\left(x-\frac{1}{2}\right)\right]}{\left[\frac{2}{\sqrt 3}\left(x-\frac{1}{2}\right)\right]^2+1}=\frac{2\sqrt 3}{3}\mathrm{arctg}\left[\frac{2}{\sqrt 3}\left(x-\frac{1}{2}\right)\right]+c=\frac{2\sqrt 3}{3}\mathrm{arctg}\left[\frac{\sqrt 3}{3}\left(2x-1\right)\right]+c[/dispmath]
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain
Korisnikov avatar
Daniel  OFFLINE
Administrator
 
Postovi: 9378
Lokacija: Beograd
Zahvalio se: 5214 puta
Pohvaljen: 4974 puta

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod nulixos » Četvrtak, 26. Mart 2015, 20:59

Pozdrav,

mozete li mi uraditi ovaj zadatak malo me buni kad nema nula funkcija u imeniocu:
[dispmath]\int\frac{x^3}{x^2+x+1}\mathrm dx[/dispmath]
nulixos  OFFLINE
 
Postovi: 11
Zahvalio se: 2 puta
Pohvaljen: 0 puta

Re: Integracija racionalnih funkcija

Postod Sinisa » Četvrtak, 26. Mart 2015, 21:09

mozes podijeliti ta 2 polinoma, kasnije je lako izracunati integral kada to uradis :)
Sinisa  OFFLINE
 
Postovi: 628
Zahvalio se: 74 puta
Pohvaljen: 399 puta

PrethodnaSledeća

Povratak na INTEGRALI

Ko je OnLine

Korisnici koji su trenutno na forumu: Nema registrovanih korisnika i 3 gostiju

cron

Index stranicaTimObriši sve kolačiće boarda
Danas je Subota, 19. Septembar 2026, 23:38 • Sva vremena su u UTC + 1 sat [ DST ]
Pokreće ga phpBB® Forum Software © phpBB Group
Prevod – www.CyberCom.rs