Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Разложим дробь и умножим на общий знаменатель.
Этап 1.1.1
Разложим дробь на множители.
Этап 1.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.2
Разложим на множители.
Этап 1.1.1.2.1
Разложим на множители методом группировки
Этап 1.1.1.2.1.1
Для многочлена вида представим средний член в виде суммы двух членов, произведение которых равно , а сумма — .
Этап 1.1.1.2.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.2.1.1.2
Запишем как плюс
Этап 1.1.1.2.1.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.1.2.1.2
Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.
Этап 1.1.1.2.1.2.1
Сгруппируем первые два члена и последние два члена.
Этап 1.1.1.2.1.2.2
Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.
Этап 1.1.1.2.1.3
Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель .
Этап 1.1.1.2.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 1.1.2
Для каждого множителя в знаменателе создадим новую дробь, используя множитель в качестве знаменателя, а неизвестное значение — в качестве числителя. Поскольку множитель в знаменателе линейный, поместим одну переменную на его место .
Этап 1.1.3
Для каждого множителя в знаменателе создадим новую дробь, используя множитель в качестве знаменателя, а неизвестное значение — в качестве числителя. Поскольку множитель в знаменателе линейный, поместим одну переменную на его место .
Этап 1.1.4
Умножим каждую дробь в уравнении на знаменатель исходного выражения. В этом случае знаменатель равен .
Этап 1.1.5
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.5.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.5.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.6
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.6.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.6.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.7
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.7.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.7.2
Разделим на .
Этап 1.1.8
Упростим каждый член.
Этап 1.1.8.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.8.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.8.1.2
Разделим на .
Этап 1.1.8.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.1.8.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.1.8.3.1
Упростим каждый член.
Этап 1.1.8.3.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.8.3.1.1.1
Перенесем .
Этап 1.1.8.3.1.1.2
Умножим на .
Этап 1.1.8.3.1.2
Умножим на .
Этап 1.1.8.3.1.3
Перепишем в виде .
Этап 1.1.8.3.1.4
Умножим на .
Этап 1.1.8.3.2
Вычтем из .
Этап 1.1.8.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.5
Упростим.
Этап 1.1.8.5.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.8.5.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.8.5.3
Перенесем влево от .
Этап 1.1.8.6
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.8.6.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.8.6.2
Разделим на .
Этап 1.1.8.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.8
Умножим на .
Этап 1.1.8.9
Перенесем влево от .
Этап 1.1.8.10
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.11
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.8.12
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.8.12.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.8.12.2
Разделим на .
Этап 1.1.8.13
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.8.15
Перенесем влево от .
Этап 1.1.8.16
Упростим каждый член.
Этап 1.1.8.16.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.8.16.1.1
Перенесем .
Этап 1.1.8.16.1.2
Умножим на .
Этап 1.1.8.16.2
Перепишем в виде .
Этап 1.1.8.17
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.8.18
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.8.19
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.9
Упростим выражение.
Этап 1.1.9.1
Перенесем .
Этап 1.1.9.2
Перенесем .
Этап 1.1.9.3
Изменим порядок и .
Этап 1.1.9.4
Перенесем .
Этап 1.1.9.5
Перенесем .
Этап 1.1.9.6
Перенесем .
Этап 1.1.9.7
Перенесем .
Этап 1.2
Составим уравнения для переменных элементарной дроби и используем их для создания системы уравнений.
Этап 1.2.1
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты из каждой части уравнения. Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 1.2.2
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты из каждой части уравнения. Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 1.2.3
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты членов, не содержащих . Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 1.2.4
Составим систему уравнений, чтобы найти коэффициенты элементарных дробей.
Этап 1.3
Решим систему уравнений.
Этап 1.3.1
Решим относительно в .
Этап 1.3.1.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 1.3.1.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.3.1.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.3.1.2.2
Упростим левую часть.
Этап 1.3.1.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.3.1.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.1.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.3.1.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.3.1.2.3.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 1.3.2
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Этап 1.3.2.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.2.2
Упростим правую часть.
Этап 1.3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.3.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.2.3
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.2.4
Упростим правую часть.
Этап 1.3.2.4.1
Упростим каждый член.
Этап 1.3.2.4.1.1
Объединим и .
Этап 1.3.2.4.1.2
Перепишем в виде .
Этап 1.3.3
Решим относительно в .
Этап 1.3.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 1.3.3.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Этап 1.3.3.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.3.3.2.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.3.3.2.3
Вычтем из .
Этап 1.3.3.2.4
Вычтем из .
Этап 1.3.4
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Этап 1.3.4.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.4.2
Упростим правую часть.
Этап 1.3.4.2.1
Упростим .
Этап 1.3.4.2.1.1
Умножим на .
Этап 1.3.4.2.1.2
Вычтем из .
Этап 1.3.5
Решим относительно в .
Этап 1.3.5.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 1.3.5.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Этап 1.3.5.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.3.5.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.3.5.2.3
Объединим и .
Этап 1.3.5.2.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.3.5.2.5
Упростим числитель.
Этап 1.3.5.2.5.1
Умножим на .
Этап 1.3.5.2.5.2
Вычтем из .
Этап 1.3.5.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.3.5.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.3.5.3.2
Упростим левую часть.
Этап 1.3.5.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.3.5.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.5.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.3.5.3.3
Упростим правую часть.
Этап 1.3.5.3.3.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.3.5.3.3.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.3.5.3.3.3
Умножим .
Этап 1.3.5.3.3.3.1
Умножим на .
Этап 1.3.5.3.3.3.2
Умножим на .
Этап 1.3.6
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Этап 1.3.6.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 1.3.6.2
Упростим правую часть.
Этап 1.3.6.2.1
Упростим .
Этап 1.3.6.2.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.3.6.2.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 1.3.6.2.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.6.2.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.6.2.1.1.4
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.6.2.1.1.5
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.6.2.1.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.3.6.2.1.3
Умножим .
Этап 1.3.6.2.1.3.1
Умножим на .
Этап 1.3.6.2.1.3.2
Умножим на .
Этап 1.3.7
Перечислим все решения.
Этап 1.4
Заменим каждый коэффициент элементарной дроби в значениями, найденными для , и .
Этап 1.5
Упростим.
Этап 1.5.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.5.2
Умножим на .
Этап 1.5.3
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.5.4
Умножим на .
Этап 1.5.5
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.5.6
Умножим на .
Этап 1.5.7
Перенесем влево от .
Этап 2
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 3
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 4
Интеграл по имеет вид .
Этап 5
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 6
Этап 6.1
Пусть . Найдем .
Этап 6.1.1
Дифференцируем .
Этап 6.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.1.3
Найдем значение .
Этап 6.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 6.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.1.3.3
Умножим на .
Этап 6.1.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 6.1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 6.1.4.2
Добавим и .
Этап 6.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 7
Этап 7.1
Умножим на .
Этап 7.2
Перенесем влево от .
Этап 8
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 9
Этап 9.1
Умножим на .
Этап 9.2
Умножим на .
Этап 10
Интеграл по имеет вид .
Этап 11
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 12
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 13
Этап 13.1
Пусть . Найдем .
Этап 13.1.1
Дифференцируем .
Этап 13.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 13.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 13.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 13.1.5
Добавим и .
Этап 13.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 14
Интеграл по имеет вид .
Этап 15
Упростим.
Этап 16
Этап 16.1
Заменим все вхождения на .
Этап 16.2
Заменим все вхождения на .