賈翠
摘 要 分式函數(shù)求解過(guò)程中,分析分式函數(shù)積分的類型,大致遵循“分子迎合分母”原則,采用湊微分法或湊因子法,獲得解題方法。
關(guān)鍵詞 分子迎合分母 湊微分 湊因子 分部積分中圖分類號(hào):O172.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
0引言
積分學(xué)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練既有利于鍛煉學(xué)生的逆向思維和邏輯思維能力,又提高學(xué)生的發(fā)散思維。因此,在教學(xué)過(guò)程中如何引導(dǎo)學(xué)生掌握不定積分的計(jì)算方法和技巧,尤為重要。對(duì)于上述問(wèn)題,很多文獻(xiàn)對(duì)其研究。下面主要通過(guò)對(duì)常見(jiàn)分式 函數(shù)的求解,引導(dǎo)學(xué)生分析分式函數(shù),從較復(fù)雜的函數(shù)入手,掌握計(jì)算方法,從而得出處理相應(yīng)函數(shù)的計(jì)算技巧,也為學(xué)生解決難度較大的問(wèn)題提供解題思路。
1幾種類型的函數(shù)的積分
1.1分式函數(shù)
對(duì)于這類函數(shù),多項(xiàng)式與多項(xiàng)式相除,遵循的原則為”分子迎合分母”,方式大致分為兩種:湊分母中的因子;分子湊分母中的微分。以下以例題的形式,說(shuō)明“分子迎合分母”的方式與技巧。
例1:dx
解法一:通過(guò)加減項(xiàng),湊分母中的因子
原式=dx=dx€Hadx
=ln|x|€Haln(1+x2)+C
解法二:欲使分母的兩個(gè)因子的次冪一樣,分子分母同乘x,然后湊微分
原式=dx=(€Ha)dx2
=ln+C
注:此題也可運(yùn)用倒代換,三角代換,平方代換,有理函數(shù)的積分方法求解。
1.2帶有根式的有理函數(shù)
若二次根式下為二次多項(xiàng)式時(shí),先整理平方和或者平方差的形式,再選擇方法計(jì)算:利用基本的積分表計(jì)算;使用三角代換=asect,=atant,=asint;若被積函數(shù)出現(xiàn)多項(xiàng)式減根式,考慮分子或分母有理化簡(jiǎn)化,再化簡(jiǎn)。
若根式下為三次多項(xiàng)式,主要尋找符不符合湊微分的條件,或者采用第二類換元法,直接代換;
原式=2costdt=tan2tdt=tant€Hat+C
=€Haarcsin+C
注:此題也可運(yùn)用倒代換,三角代換,平方代換,有理函數(shù)的積分方法求解。
例2:
解法一:遵循“分子迎合分母”原則,分母中根式下為三次多項(xiàng)式,分子中為二次冪,有(1€Hax3)'=€Ha3x2,從而想到湊分母中的微分,則
原式=€Had(1€Hax3)= =€Ha+C
解法二:可直接代換,令t=,x=(1€Hat2),dx=€Hat=(1€Hat2)-,
原式=·€Hat(1€Hat2)-dt=€Hat+C=€Ha+C
注:此題也可使用如下幾個(gè)代換:t=x3 ,=sint求解。
1.3與其它函數(shù)的組合形式:
組合形式,引導(dǎo)學(xué)生從函數(shù)的層面,一般認(rèn)為多項(xiàng)式函數(shù)是最簡(jiǎn)單的函數(shù),從較為復(fù)雜的函數(shù)入手,考察復(fù)雜函數(shù)和多項(xiàng)式函數(shù)的關(guān)系:分析簡(jiǎn)單函數(shù)是不是復(fù)雜復(fù)雜函數(shù)的導(dǎo)數(shù),兩個(gè)函數(shù)的次數(shù)的大小,由此選擇湊微分法,或者分部積分法求解。
例3:
解:直接采用分部積分,選擇反三角函數(shù)作為u,計(jì)算中會(huì)引入反三角函數(shù),因此要先整理,則
原式=arctanx(€Ha)dx
=€Haarctanx+€Ha(arctanx)2
=€Haarctanx+ln€Ha(arctanx)2+C
2總結(jié)
對(duì)于類似的分式函數(shù),理清被積函數(shù)的復(fù)雜程度,遵照“分子迎合分母”原則,分析類型,從主要的復(fù)雜函數(shù)入手,尋求復(fù)雜函數(shù)和簡(jiǎn)單函數(shù)的關(guān)系:簡(jiǎn)單函數(shù)是復(fù)雜函數(shù)的導(dǎo)數(shù)或者兩個(gè)函數(shù)的次數(shù)比較,由此考慮采用考慮湊微分、湊因子或者第二類換元法,再考慮分部積分。不定積分的計(jì)算是需要在多做練習(xí)的基礎(chǔ)上逐漸靈活掌握其計(jì)算方法。在實(shí)際的解題過(guò)程中和教學(xué)過(guò)程中,主要通過(guò)多角度地分析函數(shù),引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)清被積函數(shù)的特點(diǎn),得出解題思路。
參考文獻(xiàn)
[1] 同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)(上冊(cè))[M].北京:高等教育出版社,2004:114-157.
[2] 吳維峰.對(duì)不定積分一題多解的分析[J].高等數(shù)學(xué)研究,2010,13(6):11-13.
[3] 吉米多維奇.吉米多維奇數(shù)學(xué)分析習(xí)題集[M].北京:人民教育出版社,1978:166.
[4] 上宏昌.關(guān)于不定積分的分部積分法運(yùn)算技巧[J].廊坊師范學(xué)院學(xué)報(bào):自然學(xué)版, 2014:14.