Tornar a la portadaMatemàtiques · 2n Batx. CCSS · Canviar d'assignatura
Començar gratis
BATX2 ccss · Matemàtiques
integrals · Integrals

Integració de fraccions racionals

Un cost marginal, un ritme de contagi, una velocitat de creixement: molts models econòmics i socials s'escriuen com un quocient de polinomis $\dfrac{P(x)}{Q(x)}$. Aquest quocient no és a la taula d'integrals immediates, així que la feina consisteix a transformar-lo en una suma de peces que sí que hi siguin. Quines peces surten depèn del grau de $P$ i de les arrels de $Q$.

Et convé dominar: Factorització de polinomis (1r de Batxillerat)
Et convé dominar: Operacions amb fraccions algebraiques (1r de Batxillerat)

Divisió prèvia: quan el numerador no és «més petit»

Abans de descompondre res, mira els graus. Si el numerador té grau igual o més gran que el denominador, la fracció encara no és «pròpia».

Esquema de la divisió polinòmica que descompon P(x)/Q(x) en el quocient polinòmic C(x) més la fracció pròpia R(x)/Q(x). P(x) Q(x) = C(x) + R(x) Q(x) polinomi,immediat grau(R) < grau(Q)
Practica★☆☆Sense començar
Quan el grau del numerador és major o igual que el del denominador, hem de fer una divisió polinòmica prèvia. Fes la divisió i calcula la integral de la funció següent:…

Quan el grau del numerador és major o igual que el del denominador, hem de fer una divisió polinòmica prèvia. Fes la divisió i calcula la integral de la funció següent:

$$\int \frac{x + 5}{x + 2} \, dx$$
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Troba una funció primitiva $F(x)$ de $f(x) = \dfrac{x^4 - 3x^2 + 2x - 1}{x^2 - 4}$ que compleixi la condició que la seva gràfica passi pel punt $(3, \ln 5)$. Pista: Fes…

Troba una funció primitiva $F(x)$ de $f(x) = \dfrac{x^4 - 3x^2 + 2x - 1}{x^2 - 4}$ que compleixi la condició que la seva gràfica passi pel punt $(3, \ln 5)$. Pista: Fes primer la divisió polinòmica.

Resoldre

El numerador és (quasi) la derivada del denominador

Abans de llançar-te a descompondre en fraccions simples, comprova sempre aquest cas particular: de vegades el numerador ja és (o s'assembla molt a) la derivada del denominador. Llavors tota la fracció s'integra d'un cop, sense buscar arrels.

Practica★☆☆Sense començar
Calcula la integral indefinida de la funció $f(x) = \frac{2x + 4}{x^2 + 4x + 7}$. Pista: Observa si el numerador és la derivada del denominador.

Calcula la integral indefinida de la funció $f(x) = \frac{2x + 4}{x^2 + 4x + 7}$. Pista: Observa si el numerador és la derivada del denominador.

Resoldre
Practica★★★Sense començar
Calcula el valor de la integral definida $\displaystyle \int_{0}^{1} \dfrac{e^{2x}}{e^x + 2} \, dx$ utilitzant el canvi de variable $e^x = t$. Un cop fet el canvi, resol…

Calcula el valor de la integral definida $\displaystyle \int_{0}^{1} \dfrac{e^{2x}}{e^x + 2} \, dx$ utilitzant el canvi de variable $e^x = t$. Un cop fet el canvi, resol la integral racional resultant.

Resoldre

Arrels reals simples: una fracció per cada arrel

Quan el numerador no és la derivada del denominador, factoritza el denominador en arrels i planteja una fracció per cadascuna.

Esquema que mostra la descomposició d'una fracció pròpia amb factors lineals diferents en una suma de fraccions simples amb numeradors constants. R(x)/Q(x) arrels simples i diferents A/(x−a) + B/(x−b) → A ln|x−a| + B ln|x−b|

Les empreses fan servir constantment l'expressió «cost total a partir del cost marginal»: si $C'(x)$ és racional, $C(x)$ surt integrant.

Practica★☆☆Sense començar
Per resoldre integrals racionals pel mètode de descomposició en fraccions simples, primer hem de descompondre el denominador. Calcula la integral següent sabent que el…

Per resoldre integrals racionals pel mètode de descomposició en fraccions simples, primer hem de descompondre el denominador. Calcula la integral següent sabent que el denominador ja està factoritzat:

$$\int \frac{1}{(x - 2)(x - 5)} dx$$
Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Calcula la integral indefinida de la funció racional següent descomponent-la prèviament en fraccions simples: $$\int \frac{5x - 7}{x^2 - 5x + 6} dx$$ Per a resoldre'ho,…

Calcula la integral indefinida de la funció racional següent descomponent-la prèviament en fraccions simples:

$$\int \frac{5x - 7}{x^2 - 5x + 6} dx$$

Per a resoldre'ho, identifica primer les arrels del denominador i descompon l'integrand en la forma $\frac{A}{x-x_1} + \frac{B}{x-x_2}$.

Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Determina els valors dels paràmetres reals $A$ i $B$ perquè es verifiqui la següent igualtat de descomposició en fraccions simples: $$\frac{x + 11}{x^2 - 2x - 15} =…

Determina els valors dels paràmetres reals $A$ i $B$ perquè es verifiqui la següent igualtat de descomposició en fraccions simples:

$$\frac{x + 11}{x^2 - 2x - 15} = \frac{A}{x - 5} + \frac{B}{x + 3}$$

Un cop trobats, calcula la integral indefinida de la funció original.

Resoldre

Arrels reals múltiples

Si una arrel es repeteix, cal una fracció per cada potència, no només una.

Diagrama de descomposició d'una arrel doble en dues fraccions simples i les seves primitives corresponents. (x−a)² arrel doble A₁/(x−a) A₂/(x−a)² → A₁ ln|x−a| → −A₂/(x−a)
Practica★★☆Sense començar
Calcula l'àrea del recinte limitat per la gràfica de la funció $f(x) = \frac{x - 3}{x^2 - 6x + 9}$, l'eix d'abscisses $OX$ i les rectes verticals $x = 4$ i $x = 6$. Nota…

Calcula l'àrea del recinte limitat per la gràfica de la funció $f(x) = \frac{x - 3}{x^2 - 6x + 9}$, l'eix d'abscisses $OX$ i les rectes verticals $x = 4$ i $x = 6$.

Nota que el denominador presenta una arrel real doble. Utilitza la descomposició adequada per a aquest cas.

0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 x=3 Àrea f(x) x=4 x=6
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Donada la funció $f(x) = \dfrac{1}{x^3 - x}$, determina l'àrea del recinte limitat per la corba, l'eix d'abscisses i les rectes verticals $x = 2$ i $x = 3$. Presenta el…

Donada la funció $f(x) = \dfrac{1}{x^3 - x}$, determina l'àrea del recinte limitat per la corba, l'eix d'abscisses i les rectes verticals $x = 2$ i $x = 3$. Presenta el resultat final utilitzant un únic logaritme.

1 2 3 4 0 0,1 0,2 0,3 x y Àrea f(x) = 1 x³ - x
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Determina els valors dels paràmetres $A$, $B$ i $C$ perquè la funció $F(x) = A \cdot \ln|x+1| + B \cdot \ln|x-2| + \dfrac{C}{x-2}$ sigui una primitiva de…

Determina els valors dels paràmetres $A$, $B$ i $C$ perquè la funció $F(x) = A \cdot \ln|x+1| + B \cdot \ln|x-2| + \dfrac{C}{x-2}$ sigui una primitiva de $f(x) = \dfrac{x^2 - 5x + 1}{(x+1)(x-2)^2}$.

Resoldre

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat