.
Разложим полученную рациональную правильную дробь на сумму простейших дробей, учитывая, что знаменатель имеет только комплексные корни (; ; ; ; ).
.
Приравниваем числители:
.
Приведем подобные в правой части равенства:
.
Для определения коэффициентов применим метод приравнивания коэффициентов при одинаковых степенях :
Заметим, что полученная система четырех уравнений распалась на две системы двух уравнений и , которые и были решены.
Учитывая полученные результаты для , можно записать:
.
Вспомогательные вычисления:
.
Аналогично находится .
Таким образом,
.
Применение универсальной подстановки, как правило, приводит к громоздким вычислениям, о чем свидетельствует и решение примера (2.7). Поэтому ниже приведем частные случаи, когда интеграл можно рационализировать, не применяя универсальную подстановку, что упрощает вычисления.
1. .
2. .
3. .
4. при условии, что и входят в подынтегральную функцию только в четных степенях, рационализируется также подстановкой , поскольку , .
|
|
5. рационализируется: подстановкой , если -нечетное, подстановкой , если - нечетное; применением формул , , если и - неотрицательные четные числа; если и - четные числа, но хотя бы одно отрицательное, то подстановкой (случай 4).
6. , , вычисляются применением формул ,
,
и таблицы интегралов.
► Представьте в виде суммы (разности) выражения , , .
► Приведите примеры интегралов, которые соответствовали бы пунктам 1-6, и укажите подстановку, с помощью которой их можно рационализировать.
Пример 2.8. Найти интегралы от выражений, содержащих тригонометрические функции.
, , .