不定积分∫(2x-61)dx/(x^3-1)的计算

本文通过分母因式分解及积分函数裂项等方面,以及对数函数、反正切函数等的导数公式等知识,介绍计算∫(2x-61)dx/(x^3-1)的主要步骤。

方法/步骤

1、※.积分函数的变形

因为x^3-1=(x-1)(x^2+x+1),

所以∫(2x-61)dx/(x^3-1)=∫(2x-61)dx/[(x-1)(x^2+x+1)],

设(2x-61)/[(x-1)(x^2+x+1)]=m/(x-1)-(mx+n)/(x^2+x+1),则有:

2x-61=m(x^2+x+1)-(mx+n)(x-1)=-(2m+n)x+m-n,

2、根据对应项系数相等,有:

2m-n=2,

m+n=-61,

解该二元一次方程可得:m=-59/3,n=-124/3.

此时不定积分变形为:

∫(2x-61)dx/(x^3+1)

=(1/3)*-59∫dx/(x-1)-(1/3)∫(-59x-124)dx/(x^2+x+1)。

3、※.函数积分具体计算:

对∫dx/(x-1)=∫d(x-1)/(x-1)=ln|x-1|;.

对∫(-59x-124)dx/(x^2+x+1)

=1/2*∫[-59 (2x+1)-65]dx/(x^2+x+1)

=1/2*-59∫(2x+1)dx/(x^2+x+1)- 1/2* 65∫dx/(x^2+x+1)

=1/2*-59∫d(x^2+x+1)/(x^2+x+1)- 1/2* 65∫dx/[(x+1/2)^2+3/4],

=1/2*-59*ln(x^2+x+1)-1/2*65*4/3*∫dx/[4/3(x+1/2)^2+1],

4、=1/2*-59*ln(x^2+x+1)-1/2*65*2/√3*∫d[2/√3(x+1/2)]/{[2/√3(x+1/2)]^2+1},

=1/2*-59*ln(x^2+x+1)-65/√3*arctan[2/√3(x+1/2)],

所以:

∫(2x-61) dx/(x^3-1)

=(1/3)*-59* ln|x-1|-(1/3)*-59*ln√(x^2+x+1)+ (1/3)*65/√3*arctan[2/√3(x+1/2)]+C,

=-(59/3)*ln|(x-1)/√(x^2+x+1)|+ (1/3)*65/√3*arctan[2/√3(x+1/2)]+C。

 

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