作者blackyady ()
看板NTUMEB98
標題Re: [問題]有請微積神手
時間Fri Dec 11 01:56:21 2009
※ 引述《shrek0665 (減肥)》之銘言:
: 我不知道po在這個版對不對
: 恩
: 不管啦
: 哪位幫忙一下
: 求
: (x^3+2x^2+3x-2)/(x^2+2x+2)^2
: 對x的積分
: 過程也好
: 方法也行
: 但是
: 麻煩用驗證過後可行的
: 我已經卡了n久了...
我試著解了此題,並將計算過程附上,沒空一行表示是同一個式子,過程有點冗長,
最好可以把我的算式用你習慣的寫法先寫在紙上會比較好理解
如果有錯誤請指正 共勉之
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先用分部積分(公式:udv=uv-vdu)
把udv設為 ∫[1/(x^2+1)]dx
可得:
∫[1/(x^2+1)]dx = x[1/(x^2+1)] - ∫xd[1/(x^2+1)]
∫[1/(x^2+1)]dx = [x/(x^2+2x+2)] - ∫x{-[(2x/(x^2+1)^2]}dx
∫[1/(x^2+1)]dx = [x/(x^2+2x+2)] + ∫[(2x^2)/(x^2+1)^2]dx
將右式第二項∫[(2x^2)/(x^2+1)^2]dx拆成:
∫[(-2)/(x^2+1)^2]dx + ∫[2/(x^2+1)]dx
整理後得:
∫[1/(x^2+1)^2]dx = (1/2)∫[1/(x^2+1)]dx + [x/2(x^2+1)]-----(1)
將原式∫[(x^3+2x^2+3x-2)/(x^2+2x+2)^2]dx拆成:
∫[(x-2)/(x^2+2x+2)^2]dx + ∫[x/(x^2+2x+2)]dx
可表示成:
∫{(x-2)/[1+(x+1)^2]}dx + ∫[x/(x^2+2x+2)]dx
左項設t=x+1, x=t-1代入得
∫[(t-3)/(1+t^2)^2]dx + ∫[x/(x^2+2x+2)]dx
∫[t/(1+t^2)^2]dt - ∫[3/(1+t^2)^2]dt +
∫[(x+1)/(x^2+2x+2)]dx - ∫[1/(x^2+2x+2)]dx
∫[(1/2)/(1+t^2)^2]d(t^2+1) - ∫[3/(1+t^2)^2]dt +
∫[(1/2)/(x^2+2x+2)]d(x^2+2x+2) - ∫[1/(1+(1+x)^2)]dx
第二項以(1)代入整理後全式得:
∫[(1/2)/(1+t^2)^2]d(1+t^2) - 3{∫[(1/2)/(1+t^2)]dt + [t/2(1+t^2)]}
∫[(1/2)/(x^2+2x+2)]d(x^2+2x+2) - ∫[1/(1+(1+x)^2)]dx
[(-1/2)/(1+t^2)] - (3/2)∫[1/(1+t^2)]dt - 3[t/2(1+t^2)]
(1/2)ln(x^2+2x+2) - ∫[1/(1+(1+x)^2)]dx
此式第二項及第五項要用積分公式:∫[1/(a^2+x^2)]dx=(1/a)arctan(x/a)
第五項以x的部份換成(x+1)來解,因dx部份也可換成d(x+1),故此法可行
原式得:
[(-1/2)/(1+t^2)] - (3/2)∫[1/(1+t^2)]dt - 3[t/2(1+t^2)]
(1/2)ln(x^2+2x+2) - ∫[1/(1+(1+x)^2)]d(1+x)
[(-1/2)/(1+t^2)] - (3/2)arctan(t) - 3[t/2(1+t^2)]
(1/2)ln(x^2+2x+2) - arctan(1+x)
將t=x+1代回式子得:
[(-1/2)/(1+(x+1)^2)] - (3/2)arctan(x+1) - 3[x+1/2(1+(x+1)^2)]
(1/2)ln(x^2+2x+2) - arctan(x+1)
整理得:
(1/2)ln(x^2+2x+2) - [(3x+4)/2(1+(x+1)^2)] - (5/2)arctan(x+1)
而此題是不定積分,所以答案自然應加上一個常數C
Ans: (1/2)ln(x^2+2x+2) - [(3x+4)/2(x^2+2x+2)] - (5/2)arctan(x+1) + C
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越複雜的微積分題型,答案越是多變,我用我僅知的方法將題目表示成此種型式,
其實這種題目的答案可能會有很多種表示法,希望我的方法能提供你幫助。
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1F:推 kevin8056:未看先拜... 12/11 02:03
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3F:推 thatismyway:看不下去所以拜一下 12/11 16:24
4F:推 shrek0665:屌!雖然我作業已經交了 12/11 19:11
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