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欧拉第一类替换(对于 a>0) – 复习
在之前的文章中:
我们讨论了以下类型的积分:
,
其中 a>0。
我们还解决了满足该条件的示例积分,即
但是,如果在三项式中 是负数 (可以忽略 a=0 的情况,因为那样就不会有二次三项式,积分可以通过更简单的替换解决
,而不是欧拉替换)?
这时,我们可以(但不一定会)使用欧拉的第二类替换来帮助我们:
欧拉第二类替换(对于 c>0)
我们有以下类型的积分:
,
其中 c>0,我们使用以下类型的替换:
,
再次将两边平方,此时带有 的项消去,还需要将两边同时除以
,以获得线性关系,从中我们可以通过变量
依次求解:
我们将这一切代入积分中:
我们再次得到有理积分,这种积分 – 我重复 – 通常是繁琐的。
让我们来看一个例子。
例子
在二次三项式中成分的顺序有所变化,但显然 。也就是说
不大于
(因此我们不使用欧拉的第一类替换),但 c>0(因此我们使用第二类替换)。
我们进行替换:
将两边平方:
2 的项消去(就是这样的):
现在我们将两边同时除以 x:
继续求解 x:
我们已经通过变量 t 求得 x。现在我们求解 。起初我们的替换是:
已经求出,因此只需代入:
我们只剩下求 。通过求
的导数来求解:
我们已经求得:
,全部通过变量 。我们进行积分:
并代入:
开始清理:
回到替换:
\frac{1}{\sqrt{2}}\ln \left| u \right|+C=\frac{1}{\sqrt{2}}\ln \left| 1-2\sqrt{2}t \right|+C还需要将 t 转换回 x。我们的欧拉替换是:
xt+\sqrt{2}=\sqrt{2+x-{{x}^{2}}}由此得出
t=\frac{\sqrt{2+x-{{x}^{2}}}-\sqrt{2}}{x}因此,我们的解为
\frac{1}{\sqrt{2}}\ln \left| u \right|+C=\frac{1}{\sqrt{2}}\ln \left| 1-2\sqrt{2}t \right|+C=\frac{1}{\sqrt{2}}\ln \left| 1-2\sqrt{2}\frac{\sqrt{2+x-{{x}^{2}}}-\sqrt{2}}{x} \right|+C其他情况呢?
我们知道,当积分中:
- a>0 – 使用第一类替换
- c>0 – 使用第二类替换
但是,如果既不是 ,也不是
大于零呢?在下一篇文章中我们将讨论欧拉的第三类替换,并展示该主题已经被覆盖,即对于每种类型的积分:
…我们将选择三种替换中的一种。