有理函数拆分

有理函数拆分

  • 有理函数格式
    • 真分式和假分式
      • :pear: 前题: P n ( x ) Q m ( x ) \dfrac{P_n(x)}{Q_m(x)} Qm(x)Pn(x) 没有公因式
      • n > m n>m n>m : 假分式
      • n < m nn<m : 真分式
    • 展开为更简化的有理函数
      • :grapes: 因子中x的系数假设已经被我们提取出来,当然也可以放进去展开
      • :strawberry: 我们要求 Δ = p 2 − 4 q < 0 \Delta=p^2-4q<0 Δ=p24q<0 这样表示实数范围内不可拆分为因子相乘的形式,也就是复根
      • ( a x + b ) k (ax+b)^k (ax+b)k 一次k重,就是常说的重根
    • Apart[t] 与 ApartSquareFree[t]

有理函数格式

两个多项式的商 P n ( x ) Q m ( x ) 称为有理函数 \fcolorbox{#ffae42}{#2E8B57}{\textcolor{White}{两个多项式的商$\dfrac{P_n(x)}{Q_m(x)}$称为有理函数}} 两个多项式的商Qm(x)Pn(x)称为有理函数

真分式和假分式

前题: P n ( x ) Q m ( x ) \dfrac{P_n(x)}{Q_m(x)} Qm(x)Pn(x) 没有公因式

n > m n>m n>m : 假分式

n < m nn<m : 真分式

展开为更简化的有理函数

因子中x的系数假设已经被我们提取出来,当然也可以放进去展开

P n ( x ) Q m ( x ) = P n ( x ) ( x + a ) k ( x + b ) l ( x 2 + p x + q ) s = A 1 ( x + a ) + A 2 ( x + a ) 2 + ⋯ + A k ( x + a ) k + B 1 ( x + b ) + B 2 ( x + b ) 2 + ⋯ + B l ( x + b ) l + C 1 x + D 1 ( x 2 + p x + q ) + C 2 x + D 2 ( x 2 + p x + q ) 2 + ⋯ + C s x + D s ( x 2 + p x + q ) s \LARGE \begin{aligned} \dfrac{P_n(x)}{Q_m(x)} &=\dfrac{P_n(x)}{(x+a)^k(x+b)^l(x^2+px+q)^s}\\\\ &=\dfrac{A_1}{(x+a)}+\dfrac{A_2}{(x+a)^2}+\cdots+\dfrac{A_k}{(x+a)^k}\\\\ &+\dfrac{B_1}{(x+b)}+\dfrac{B_2}{(x+b)^2}+\cdots+\dfrac{B_l}{(x+b)^l}\\\\ &+\dfrac{C_1x+D_1}{(x^2+px+q)}+\dfrac{C_2x+D_2}{(x^2+px+q)^2}+\cdots+\dfrac{C_sx+D_s}{(x^2+px+q)^s} \end{aligned} Qm(x)Pn(x)=(x+a)k(x+b)l(x2+px+q)sPn(x)=(x+a)A1+(x+a)2A2++(x+a)kAk+(x+b)B1+(x+b)2B2++(x+b)lBl+(x2+px+q)C1x+D1+(x2+px+q)2C2x+D2++(x2+px+q)sCsx+Ds

我们要求 Δ = p 2 − 4 q < 0 \Delta=p^2-4q<0 Δ=p24q<0 这样表示实数范围内不可拆分为因子相乘的形式,也就是复根

( a x + b ) k (ax+b)^k (ax+b)k 一次k重,就是常说的重根

Apart[t] 与 ApartSquareFree[t]

  1. Mathematica 中的 Apart 拆分有理函数 更加细致,基本类似如上的分解规则。
  2. ApartSquareFree[t] 只保证分母因子底数不可平方,不包括幂。
  3. Factor[多项式] 这个可以找出因子项。

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