分数形式的不定积分怎么求

更新时间:2026-01-10 19:49:19
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求解分数形式的不定积分,首先需要确保积分函数是可积的。具体步骤如下:

1. 因式分解:将积分中的分母进行因式分解,尽可能分解成线性因子和二次因子的乘积。

2. 部分分式分解:如果分母的因式分解结果中含有二次因式,则需要进行部分分式分解,将原分数表示为若干个简单分数的和。

3. 积分:分别对每个简单分数进行积分。对于一次项,积分结果为常数倍的对数函数;对于二次项,根据二次因式的形式,可能涉及到对数函数、反正切函数或根号函数的积分。

4. 合并结果:将所有简单分数的积分结果相加,得到最终的积分表达式。

5. 检查与简化:检查积分结果的正确性,并进行必要的简化。

举例说明,求解不定积分 $\int \frac{1}{x^2 - 4x + 3} \, dx$:

1. 因式分解:$x^2 - 4x + 3 = (x-1)(x-3)$。

2. 部分分式分解:设 $\frac{1}{(x-1)(x-3)} = \frac{A}{x-1} + \frac{B}{x-3}$,通过待定系数法求解得到 $A = \frac{1}{2}$,$B = -\frac{1}{2}$。

3. 积分:$\int \frac{1}{x^2 - 4x + 3} \, dx = \int \left(\frac{1/2}{x-1} - \frac{1/2}{x-3}\right) \, dx = \frac{1}{2}\ln|x-1| - \frac{1}{2}\ln|x-3| + C$。

4. 合并结果:得到积分结果 $\frac{1}{2}\ln\left|\frac{x-1}{x-3}\right| + C$。

5. 检查与简化:结果正确,无需进一步简化。

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