Integrar las funciones donde el denominador contiene factores cuadráticos irreducibles

A veces no se puede factorizar un denominador todo el camino a factores lineales porque algunas ecuaciones cuadráticas son irreductibles - al igual que los números primos, no pueden tenerse en cuenta.

Comprobar el discriminante. Puede comprobar fácilmente si un cuadrática (hacha2 + bx + c) Es reducible o no mediante la comprobación de su discriminante, b2 - 4ac. Si el discriminante es negativo, el cuadrática es irreducible. Si el discriminante es un cuadrado perfecto como 0, 1, 4, 9, 16, 25, etc., el cuadrática puede tenerse en cuenta factores como la que estamos acostumbrados a ver como (2X - 5) (X + 5). La última posibilidad es que el discriminante es igual a un número positivo no cuadrado, como con el cuadrática X2 + 10X + 1, por ejemplo, que tiene un discriminante de 96. En ese caso, la cuadrática se puede factorizar, pero usted consigue factores feas que implican raíces cuadradas. Afortunadamente, estos problemas son poco comunes.

Utilizando la técnica de fracciones parciales con cuadráticas irreductibles es un poco diferente. Aquí hay un problema: Integre

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  1. Factorizar el denominador.

    ¡Ya está hecho! Tenga en cuenta que X2 + 4 es irreductible porque su discriminante es negativo.

  2. Romper la fracción en una suma de "fracciones parciales."

    Si usted tiene un factor cuadrático irreducible (como el X2 + 4), el numerador de la fracción parcial necesita dos incógnitas capital de letras en lugar de sólo uno. Usted los escribe en forma de Px + Q.

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  3. Multiplicar ambos lados de esta ecuación por la izquierda; denominador lado.

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  4. Tome las raíces de los factores lineales y conectarlos - uno a la vez - en X en la ecuación de la Etapa 3, y luego resolver.

    Si X = 0, Si X = 1,

    -4 = -4LA10 = 5B

    LA = 1B = 2

    Usted no puede resolver todas las incógnitas por taponamiento en las raíces de los factores lineales, por lo que tiene más trabajo que hacer.

  5. Enchufe en la ecuación Paso 3 los valores conocidos de LA y B y cualquiera de los dos valores para X no se utiliza en el paso 4 (números bajos hacen que la aritmética más fácil) para obtener un sistema de dos ecuaciones en C y D.

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  6. Resuelve el sistema: 1 = -C + D y 7 = 2C + D.

    Usted debe obtener C = 2 y D = 3.

  7. Dividir la integral original y de integrar.

    Utilizando los valores obtenidos en los pasos 4 y 6, LA = 1, B = 2, C = 2, y D = 3, y la ecuación de la Etapa 2, se puede dividir la integral original en tres piezas:

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    Y con álgebra simple, se puede dividir el tercer integrante de la derecha en dos partes, lo que resulta en la fracción final descomposición parcial:

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    Los dos primeros integrales son fáciles. Para el tercero, se utiliza la sustitución con

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    El cuarto se hace con la regla de arco tangente, que debe memorizar:




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