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真分式的分解

真分式的分解是一種數學方法,用於將一個複雜的真分式(即分子是多項式,分母也是多項式,且分子次數低於分母次數)簡化為幾個簡單的分式的和。這種方法在有理函式的積分中特別重要。

分解步驟:

因式分解分母:首先,對分母進行因式分解,這樣可以更容易地識別出分母的各個因式。

確定分子次數:對於每個因式,分子多項式的次數應該比對應的分母因式低1次方。例如,如果分母是一階的 (ax + b),則分子應為常數 (A);如果分母是二階的 (ax^2 + bx + c),則分子應為一次的 (Ax + B)。

計算小分式:對於每個因式,構造一個或多個小分式,使得分子次數滿足上述條件。小分式的個數等於分母的因式個數。

例子:

如果分母是 (x^3 + 5x^2 + 6x + 10),則首先進行因式分解。這可能得到 (x^3 + 5x^2 + 6x + 10 = (x + 2)(x^2 + 3x + 5))。

對於 (x^2 + 3x + 5),分子應該是一次多項式,即 (Ax + B)。

因此,真分式可以表示為 (\frac{Ax + B}{x^2 + 3x + 5} + \frac{C}{x + 2}),其中 (A, B, C) 是待定係數。

通過這種方式,複雜的真分式被分解為幾個簡單的分式的和,使得計算和操作變得更加容易。