유리함수 적분표
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1. 개요
유리함수 적분표는 유리함수의 적분 공식을 모아 놓은 문서이다. 미분류 함수, xm(ax + b)n 꼴 함수, xm / (ax2 + bx + c)n 꼴 함수, xm (a + bxn)p 꼴 함수, (A + Bx)(a + bx)m(c + dx)n(e + fx)p 꼴 함수, xm(A + Bxn)(a + bxn)p(c + dxn)q 꼴 함수, (d + ex)m(A + Bx)(a + bx + cx2)p 꼴 함수 등 다양한 형태의 유리함수 적분 공식을 제공하며, 점화식을 통해 지수를 줄여가며 적분할 수 있는 방법을 제시한다.
| 설명 | 아래 표는 유리 함수 적분 목록이다. |
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| 주의사항 | 적분 상수 C는 생략한다. |
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| 공식 | ∫ 1 dx = x |
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| 조건 | 해당 사항 없음 |
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| 공식 | ∫ a dx = ax |
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| 조건 | a는 상수 |
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| 공식 | ∫ x^n dx = (x^(n+1))/(n+1) |
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| 조건 | n ≠ -1 |
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| 공식 | ∫ (1/x) dx = ln|x| |
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| 조건 | 해당 사항 없음 |
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| 공식 | ∫ 1/(ax+b) dx = (1/a) ln|ax+b| |
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| 조건 | 해당 사항 없음 |
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| 공식 | ∫ x/(ax+b) dx = (x/a) - (b/(a^2)) ln|ax+b| |
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| 조건 | 해당 사항 없음 |
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| 공식 | ∫ 1/(x^2+a^2) dx = (1/a) arctan(x/a) |
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| 조건 | a ≠ 0 |
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| 공식 | ∫ 1/(x^2-a^2) dx = (1/(2a)) ln|(x-a)/(x+a)| |
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| 조건 | a ≠ 0 |
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| 공식 | ∫ 1/((x+a)^n) dx = -1/((n-1)(x+a)^(n-1)) |
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| 조건 | n ≠ 1 |
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| 공식 | ∫ x/((x+a)^n) dx = (-(n+a))/((n-1)(x+a)^(n-1)) |
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| 조건 | n ≠ 1 |
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| 공식 | ∫ 1/(x^2+bx+c) dx = (2/√(4c-b^2)) arctan((2x+b)/√(4c-b^2)) |
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| 조건 | 4c - b^2 > 0 |
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| 공식 | ∫ 1/(x^2+bx+c) dx = (1/√(b^2-4c)) ln|(2x+b-√(b^2-4c))/(2x+b+√(b^2-4c))| |
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| 조건 | b^2 - 4c > 0 |
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| 공식 | ∫ 1/(x^2+bx+c) dx = -2/(2x+b) |
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| 조건 | b^2 - 4c = 0 |
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| 공식 | ∫ (mx+n)/(x^2+bx+c) dx = (m/2) ln|x^2+bx+c| + ((2n-mb)/√(4c-b^2)) arctan((2x+b)/√(4c-b^2)) |
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| 조건 | 4c - b^2 > 0 |
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| 공식 | ∫ (mx+n)/(x^2+bx+c) dx = (m/2) ln|x^2+bx+c| + ((2n-mb)/√(b^2-4c)) ln|(2x+b-√(b^2-4c))/(2x+b+√(b^2-4c))| |
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| 조건 | b^2 - 4c > 0 |
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| 공식 | ∫ (mx+n)/(x^2+bx+c) dx = (m/2) ln|x^2+bx+c| - (2n-mb)/(2x+b) |
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| 조건 | b^2 - 4c = 0 |
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| 설명 | 임의의 유리 함수는 다음과 같은 형태의 유리 함수들의 합으로 표현될 수 있다. |
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| 형태 | a/((x-b)^n), (ax + b)/(((x-c)^2+d^2)^n) |
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가우스 적분
가우스 적분은 특정한 정적분의 값으로 정의되며, 확률론, 통계학, 물리학 등 여러 분야에서 중요한 역할을 수행하고 정규분포와 관련된 계산에서 핵심적인 역할을 한다.
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적분표
적분표는 다양한 함수들의 부정적분과 정적분 예시를 모아 놓은 목록으로, 유리 함수, 무리 함수, 삼각 함수, 지수 함수, 로그 함수 등 여러 함수와 닫힌 형식으로 표현되지 않는 함수의 정적분 값, 절댓값 함수, 곱으로 이루어진 함수를 포함하며, 마이어 히르슈의 적분 목록집에서 시작하여 그라드슈테인과 르지크의 표로 발전했다.
2. 미분류 함수의 적분
2.1. 일반적인 함수의 적분
2.2. 특수 함수를 포함하는 함수의 적분
3. ''x''<sup>''m''</sup>(''a x'' + ''b'')<sup>''n''</sup> 꼴 함수의 적분
이 절에서는 $x^m(ax + b)^n$ 형태의 함수에 대한 적분 공식을 제공한다. 아래 함수들의 부정적분 중에서는 ln |ax + b| 꼴을 포함하는 경우가 존재한다. 이때 x = −b / a에서는 함수가 정의되지 않으므로 적분상수는 사실 국소상수함수이지만, 관습에 따라 이러한 표기를 따로 하지는 않았다.
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는 보통
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로 표기하며, 여기서 C는 x에 대한 국소상수함수이다.
* (카발리에리의 구적 공식)
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4. ''x''<sup>''m''</sup> / (''a x''<sup>2</sup> + ''b x'' + ''c'')<sup>''n''</sup> 꼴 함수의 적분
일 때, 다음 적분 공식들이 성립한다.
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5. ''x''<sup>''m''</sup> (''a'' + ''b x''<sup>''n''</sup>)<sup>''p''</sup> 꼴 함수의 적분
아래의 적분 공식들은 점화식의 형태이므로, m과 p가 0이 될 때까지 반복해서 공식을 적용할 수 있다. m, n, p는 유리수이다.
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결과적인 피적분 함수는 원래 피적분 함수와 동일한 형태를 가지므로, 이러한 축소 공식은 지수 m과 p를 0으로 유도하기 위해 반복적으로 적용될 수 있다. 이러한 축소 공식은 정수 및/또는 분수 지수를 가진 피적분 함수에 사용할 수 있다.
6. (''A'' + ''B x'') (''a'' + ''b x'')<sup>''m''</sup> (''c'' + ''d x'')<sup>''n''</sup> (''e'' + ''f x'')<sup>''p''</sup> 꼴 함수의 적분
이 절에서는 $(A + Bx)(a + bx)^m(c + dx)^n(e + fx)^p$ 형태의 함수에 대한 적분 공식을 제공한다. 아래의 적분 공식들은 점화식의 형태이므로, m과 n, p가 0이 될 때까지 반복해서 공식을 적용할 수 있다. m, n, p는 유리수이다. 특수한 형태인 $(a+b\,x)^m (c+d\,x)^n (e+f\,x)^p$ 꼴 함수의 적분은 B를 0으로 놓고 구할 수 있다.
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결과적인 피적분 함수는 원래 피적분 함수와 동일한 형태이므로, 이러한 축소 공식들을 반복적으로 적용하여 지수 m, n 및 p를 0으로 유도할 수 있다. 이러한 축소 공식은 정수 및/또는 분수 지수를 갖는 피적분 함수에 사용할 수 있다.
7. ''x''<sup>''m''</sup> (''A'' + ''B x''<sup>''n''</sup>) (''a'' + ''b x''<sup>''n''</sup>)<sup>''p''</sup> (''c'' + ''d x''<sup>''n''</sup>)<sup>''q''</sup> 꼴 함수의 적분
이 절에서는 $x^m(A + Bx^n)(a + bx^n)^p(c + dx^n)^q$ 형태의 함수에 대한 적분 공식을 제공한다. 아래의 적분 공식들은 점화식의 형태이므로, m과 p, q가 0이 될 때까지 반복해서 공식을 적용할 수 있다. m, n, p, q는 유리수이다.
특수한 형태인 $(a+b\,x^n)^p(c+d\,x^n)^q$ 과 $x^m(a+b\,x^n)^p(c+d\,x^n)^q$ 꼴 함수의 적분은 각각 m 또는 B를 0으로 놓고 구할 수 있다.
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결과적인 피적분 함수는 원래 피적분 함수와 동일한 형태를 가지므로, 이 환원 공식들을 반복적으로 적용하여 지수 m, p 및 q를 0으로 수렴시킬 수 있다. 이러한 환원 공식들은 정수 및/또는 분수 지수를 갖는 피적분 함수에 사용할 수 있다. 이러한 환원 공식의 특수한 경우는 m 및/또는 B를 0으로 설정하여 $\left(a+b\,x^n\right)^p\left(c+d\,x^n\right)^q$ 및 $x^m\left(a+b\,x^n\right)^p\left(c+d\,x^n\right)^q$ 형태의 피적분 함수에 사용할 수 있다.
8. (''d'' + ''e x'')<sup>''m''</sup> (''A'' + ''B x'') (''a'' + ''b x'' + ''c x''<sup>2</sup>)<sup>''p''</sup> 꼴 함수의 적분
이 절에서는 $(d + ex)^m(A + Bx)(a + bx + cx^2)^p$ 형태의 함수에 대한 적분 공식을 제공한다. 아래의 적분 공식들은 점화식의 형태이므로, m과 p가 0이 될 때까지 반복해서 공식을 적용할 수 있다. m, p는 유리수이다.
특수한 형태인 과 꼴 함수의 적분은 각각 m 또는 B를 0으로 놓고 구할 수 있다.