3.4.2 Þekkja einfalda línulega þætti í ræðu falli.
3.4.3 Þekkja endurtekna línulega þætti í ræðu falli.
3.4.4 Þekkja annars stigs þætti í ræðu falli.
Við höfum séð nokkrar aðferðir sem gera okkur kleift að heilda tiltekin ræð föll. Við vitum til dæmis að
Við höfum þó enn enga aðferð til að fást við hvaða kvóta af þessu tagi sem er. Því er ekki strax ljóst hvernig reikna eigi Af því efni sem þegar hefur verið fjallað um vitum við hins vegar að
Með því að samnefna brotin sjáum við raunar að
Þar af leiðandi er
Í þessum hluta skoðum við stofnbrotaliðun. Með henni má liða ræð föll í summur einfaldari ræðra falla sem auðveldara er að heilda. Með þessari aðferð getum við til dæmis endurritað segðina á forminu
Lykillinn að stofnbrotaliðun er að geta séð fyrir hvaða form liðun ræða fallsins tekur. Eins og við munum sjá er formið fyrirsjáanlegt og ræðst að verulegu leyti af þáttun nefnara ræða fallsins. Einnig er afar mikilvægt að hafa í huga að aðeins má stofnbrotaliða rætt fall ef Þegar verðum við fyrst að beita langdeilingu og endurrita kvótann á forminu þar sem Síðan stofnbrotaliðum við Eftirfarandi dæmi krefst ekki stofnbrotaliðunar en sýnir hvernig við förum að þegar heilda á ræð föll af forminu þar sem
Dæmi 3.28
Heildun ∫ P ( x )/Q ( x ) d x , þegar deg ( P ( x ) ) ≥ deg ( Q ( x ) )
Reiknið
Lausn
Þar sem beitum við langdeilingu og fáum
Því fæst
Til að heilda þar sem verðum við að byrja á að þátta
Einfaldir línulegir þættir
Ef þátta má sem þar sem allir línulegu þættirnir eru ólíkir, má finna fasta þannig að
Sönnun þess að slíkir fastar séu til er utan við efni þessa námskeiðs.
Í næsta dæmi sjáum við hvernig stofnbrot eru notuð til að heilda rætt fall af þessu tagi.
Dæmi 3.29
Stofnbrot með einföldum línulegum þáttum
Reiknið
Lausn
Þar sem byrjum við á að þátta nefnara Við sjáum að Því eru til fastar og þannig að
Nú verðum við að finna þessa fasta. Við byrjum á að samnefna brotin í hægri hliðinni. Þá fæst
Nú látum við teljarana vera jafna og fáum
(3.8)
Tvær ólíkar aðferðir má nota til að finna stuðlana og Við köllum þær stuðlasamanburð og markvissa innsetningu.
Nú þegar við höfum fundið gildi og endurritum við upphaflega heildið:
Þegar heildið er reiknað fæst
Í næsta dæmi heildum við rætt fall þar sem stig teljarans er ekki lægra en stig nefnarans.
Dæmi 3.30
Deilt áður en stofnbrotaliðun er beitt
Reiknið
Lausn
Þar sem verðum við að langdeila margliðunum. Við það fæst
Næst stofnbrotaliðum við Við höfum
Því fæst
Þegar leyst er fyrir og með hvorri aðferðinni sem er fæst og
Þegar upphaflega heildið er endurritað fæst
Þegar heildið er reiknað fæst
Eins og næsta dæmi sýnir má stundum beita stofnbrotaliðun á fall sem er ekki rætt. Bragðið er að breyta fallinu í rætt fall með innsetningu.
Dæmi 3.31
Stofnbrotaliðun beitt eftir innsetningu
Reiknið
Lausn
Byrjum á að setja Þar af leiðandi er Eftir þessar innsetningar fæst
Með stofnbrotaliðun á fæst
Því fæst
Endurteknir línulegir þættir
Í sumum verkefnum þurfum við að heilda ræðar segðir sem hafa nefnara með endurteknum línulegum þáttum, það er ræð föll sem hafa að minnsta kosti einn þátt af forminu þar sem er jákvæð heiltala sem er að minnsta kosti Ef nefnarinn inniheldur endurtekna línulega þáttinn verður liðunin að innihalda
Eins og næsta dæmi sýnir er grunnaðferðin við að finna stuðlana sú sama, en meiri algebru þarf til að ákvarða teljara stofnbrotanna.
Dæmi 3.32
Stofnbrot með endurteknum línulegum þáttum
Reiknið
Lausn
Við höfum og getum því stofnbrotaliðað. Þar sem er endurtekinn línulegur þáttur þarf að koma fyrir í liðuninni. Því fæst
Eftir að brotin hafa verið samnefnd og teljararnir látnir vera jafnir fæst
(3.9)
Síðan notum við stuðlasamanburð til að finna gildi og
Stuðlasamanburður gefur og Lausn þessa jöfnuhneppis er og
Einnig má nota markvissa innsetningu. Þegar og eru sett inn í jöfnu 3.9 fást auðveldlega gildin og Nú kann að virðast sem engin hentug gildi séu eftir. Við höfum hins vegar þegar fundið gildi og og getum því sett þau inn og valið hvaða gildi sem er sem ekki hefur þegar verið notað. Gildið hentar vel. Þá fæst jafnan eða jafngilt
Nú þegar við höfum fundið gildi og endurritum við upphaflega heildið og reiknum það:
Almenna aðferðin
Nú þegar við sjáum betur hvernig stofnbrotaliðun virkar skulum við draga grunnaðferðina saman í eftirfarandi lausnarleið.
Einfaldir annars stigs þættir
Skoðum nú heildun ræðrar segðar þar sem nefnarinn inniheldur núllstöðvalausan annars stigs þátt. Rifjum upp að annars stigs margliðan er óþáttanleg yfir rauntölunum ef hefur engar raunnúllstöðvar, það er ef
Dæmi 3.33
Ræðar segðir með núllstöðvalausum annars stigs þætti
Reiknið
Lausn
Þar sem þáttum við nefnarann og stofnbrotaliðum. Þar sem inniheldur núllstöðvalausa annars stigs þáttinn þarf liðurinn að koma fyrir í liðuninni ásamt fyrir línulega þáttinn Liðunin er því á forminu
Eftir að brotin hafa verið samnefnd og teljararnir látnir vera jafnir fæst jafnan
Þegar leyst er fyrir og fæst og
Því fæst
Þegar sett er aftur inn í heildið fæst
Athugið: Við megum endurrita ef við viljum, því
Dæmi 3.34
Stofnbrot með núllstöðvalausum annars stigs þætti
Reiknið
Lausn
Við byrjum á að þátta Við sjáum að annars stigs þátturinn er núllstöðvalaus, því Með liðunarforminu úr lausnarleiðinni fæst
Eftir að brotin hafa verið samnefnd og teljararnir látnir vera jafnir fæst
Með hvorri aðferðinni sem er fæst
Með því að endurrita fæst
Við sjáum að
en krefst aðeins meiri vinnu. Byrjum á að fylla í ferninginn í og fá
Setjum ; þá er þannig að
Þegar sett er aftur inn í upphaflega heildið og einfaldað fæst
Hér getum við aftur sleppt algildismerkjunum ef við viljum, því fyrir öll
Dæmi 3.35
Rúmmál fundið
Finnið rúmmál snúðsins sem myndast þegar svæðinu sem afmarkast af grafi og x-ásnum á bilinu er snúið um y-ásinn.
Lausn
Byrjum á að teikna svæðið sem á að snúa (sjá mynd 3.11). Af teikningunni sjáum við að hylkjaaðferðin hentar vel til að leysa verkefnið.
Mynd 3.11. Við getum notað hylkjaaðferðina til að finna rúmmál snúðsins sem fæst þegar sýnda svæðinu er snúið um y-ásinn.
Rúmmálið er
Þar sem getum við stofnbrotaliðað. Takið eftir að er endurtekinn núllstöðvalaus annars stigs þáttur. Með liðunarforminu úr lausnarleiðinni fæst
Með því að samnefna brotin og láta teljarana vera jafna fæst
Þegar leyst er fæst og Þegar sett er aftur inn í heildið fæst
Æfingar úr hluta 3.4
Skrifið ræða fallið sem summu eða mismun tveggja einfaldari ræðra segða.
182.
183.
184.
185.
186.
(Ábending: Notið langdeilingu fyrst.)
187.
188.
189.
190.
191.
192.
193.
194.
195.
Notið stofnbrotaliðun til að reikna eftirfarandi heildi.
196.
197.
198.
199.
200.
201.
202.
203.
204.
205.
206.
Reiknið eftirfarandi heildi, sem hafa núllstöðvalausa annars stigs þætti.
207.
208.
209.
210.
Notið stofnbrotaliðun til að reikna eftirfarandi heildi.
211.
212.
213.
(Ábending: Notið setninguna um ræðar núllstöðvar.)
Notið innsetningu til að breyta heildunum í heildi ræðra falla. Notið síðan stofnbrotaliðun til að reikna heildin.
214.
(Gefið nákvæmt svar og tugabrotsnálgun þess. Námundið að fimm aukastöfum.)
215.
216.
217.
218.
219.
220.
221.
222.
223.
224.
225.
226.
227.
Notið gefnu innsetninguna til að breyta heildinu í heildi ræða falls og reiknið það síðan.
228.
229.
230.
Teiknið ferilinn á bilinu Finnið síðan flatarmál svæðisins sem afmarkast af ferlinum, x-ásnum og línunni
231.
Finnið rúmmál snúðsins sem myndast þegar svæðinu sem afmarkast af og er snúið um x-ásinn.
232.
Hraði agnar sem hreyfist eftir línu er gefinn sem fall af tíma með Finnið vegalengdina sem ögnin hefur farið þegar .
Leysið upphafsgildisverkefnið fyrir x sem fall af t.
233.
234.
235.
236.
Finnið x-hnit þungamiðju svæðisins sem afmarkast af
(Námundið svarið að tveimur aukastöfum.)
237.
Finnið rúmmálið sem myndast þegar svæðinu sem afmarkast af er snúið um y-ásinn.
238.
Finnið flatarmálið sem afmarkast af (Námundið svarið að næsta hundraðshluta.)
239.
Reiknið heildið
Í eftirfarandi verkefnum skal nota innsetningarnar og
240.
241.
Finnið flatarmálið undir ferlinum milli og (Gerið ráð fyrir að lengdir séu mældar í tommum.)