AMKbook.Net Задачи должны иметь решение
Реклама

Задача №1602

Условие

Найти интеграл \(\int\frac{x^5+2x^3+4x+4}{x^4+2x^3+2x^2}dx\).

Решение
\[x^5+2x^3+4x+4=(x-2)\left(x^4+2x^3+2x^2\right)+4x^3+4x^2+4x+4\]
\[ \frac{x^5+2x^3+4x+4}{x^4+2x^3+2x^2} =x-2+\frac{4x^3+4x^2+4x+4}{x^4+2x^3+2x^2} \]
\[ \frac{4x^3+4x^2+4x+4}{x^2\left(x^2+2x+2\right)} =\frac{A}{x}+\frac{B}{x^2}+\frac{Cx+D}{x^2+2x+2} =\frac{Ax\left(x^2+2x+2\right)+B\left(x^2+2x+2\right)+(Cx+D)x^2}{x^2+2x+2} \]
\[ \begin{aligned} & 4x^3+4x^2+4x+4=Ax\left(x^2+2x+2\right)+B\left(x^2+2x+2\right)+(Cx+D)x^2\\ & x=0;\;4=2B;\;B=2. \end{aligned} \]

Подставляя \(B=2\) и упрощая, получим:

\[ \begin{aligned} & 4x^2+2x=A\left(x^2+2x+2\right)+(Cx+D)x\\ & x=0;\;0=2A;\;A=0. \end{aligned} \]

Подставляя \(A=0\) и упрощая, имеем:

\[ \begin{aligned} & 4x+2=Cx+D\\ & C=4;\;D=2. \end{aligned} \]
\[ \frac{x^5+2x^3+4x+4}{x^4+2x^3+2x^2} =x-2+\frac{2}{x^2}+\frac{4x+2}{x^2+2x+2} \]
\[ \int\frac{x^5+2x^3+4x+4}{x^4+2x^3+2x^2}dx =\int\left(x-2+\frac{2}{x^2}+\frac{4x+2}{x^2+2x+2}\right)dx=\\ =\frac{x^2}{2}-2x-\frac{2}{x}+2\ln\left(x^2+2x+2\right)-2\arctg(x+1)+C \]
Ответ: \(\frac{x^2}{2}-2x-\frac{2}{x}+2\ln\left(x^2+2x+2\right)-2\arctg(x+1)+C\)
Задачник №1Берман "Сборник задач по курсу математического анализа"
Глава №6Неопределённый интеграл. Интегральное исчисление
Параграф №3Основные классы интегрируемых функций
Задача №2045