Iracionaliųjų funkcijų integravimas (papildomai)
2. Trupmeninių tiesinių iracionalumų integravimas
keisti
Šiame skirsnyje įrodysime, kad bet kokios funkcijos
R
(
x
,
a
x
+
b
c
x
+
d
n
)
(
7.64
)
{\displaystyle R{\Big (}x,\;{\sqrt[{n}]{\frac {ax+b}{cx+d}}}{\Big )}\quad (7.64)}
(a , b , c ir d - realūs skačiai, n - natūrinis skaičius) integralas yra elementarioji funkcija. Tokio tipo funkcijas vadinsime trupmeniniais tiesiniais iracionalumais .
Įsitikinsime, kad (7.64) funkcijos integralas, kai
a
d
−
b
c
≠
0
{\displaystyle ad-bc\neq 0\;}
(jei
a
d
−
b
c
=
0
{\displaystyle ad-bc=0}
tada tai reiškia, kad k(ax+b)=cx+d su tam tikru realiu skaičiumi k ), racionalizuojamas keitiniu
t
=
a
x
+
b
c
x
+
d
n
.
{\displaystyle t={\sqrt[{n}]{\frac {ax+b}{cx+d}}}.}
Iš tikrųjų
t
n
=
a
x
+
b
c
x
+
d
,
t
n
(
c
x
+
d
)
=
a
x
+
b
,
t
n
c
x
−
a
x
=
b
−
d
t
n
,
(
t
n
c
−
a
)
x
=
b
−
d
t
n
,
x
=
b
−
d
t
n
t
n
c
−
a
=
d
t
n
−
b
a
−
c
t
n
,
{\displaystyle t^{n}={\frac {ax+b}{cx+d}},\;\;t^{n}(cx+d)=ax+b,\;\;t^{n}cx-ax=b-dt^{n},\;\;(t^{n}c-a)x=b-dt^{n},\;\;x={\frac {b-dt^{n}}{t^{n}c-a}}={\frac {dt^{n}-b}{a-ct^{n}}},\;\;}
d
x
=
d
n
t
n
−
1
(
a
−
c
t
n
)
−
(
d
t
n
−
b
)
(
−
c
n
t
n
−
1
)
(
a
−
c
t
n
)
2
d
t
=
(
a
d
−
b
c
)
n
t
n
−
1
(
a
−
c
t
n
)
2
d
t
.
{\displaystyle dx={\frac {dnt^{n-1}(a-ct^{n})-(dt^{n}-b)(-cnt^{n-1})}{(a-ct^{n})^{2}}}\;dt={\frac {(ad-bc)nt^{n-1}}{(a-ct^{n})^{2}}}\;dt.}
Todėl
∫
R
(
x
,
a
x
+
b
c
x
+
d
n
)
d
x
=
∫
R
(
d
t
n
−
b
a
−
c
t
n
,
t
)
(
a
d
−
b
c
)
n
t
n
−
1
(
a
−
c
t
n
)
2
d
t
.
{\displaystyle \int R{\Big (}x,\;{\sqrt[{n}]{\frac {ax+b}{cx+d}}}{\Big )}\;dx=\int R{\Big (}{\frac {dt^{n}-b}{a-ct^{n}}},\;t{\Big )}\;{\frac {(ad-bc)nt^{n-1}}{(a-ct^{n})^{2}}}\;dt.}
Kadangi racionalioji funkcija, kurios argumentas yra racionalioji funkcija, irgi yra racionalioji funkcija, tai integralas, parašytas paskutinės lygybės dešinėje pusėje yra racionaliosios funkcijos integralas. Vadinasi įrodėme, kad (7.64) trupmeninio tiesinio iracionalumo integralas racionalizuojamas keitiniu
t
=
a
x
+
b
c
x
+
d
n
.
{\displaystyle t={\sqrt[{n}]{\frac {ax+b}{cx+d}}}.}
Pavyzdžiai.
Apskaičiuosime integralą
I
=
∫
1
+
x
1
−
x
⋅
d
x
1
−
x
.
{\displaystyle I=\int {\sqrt {\frac {1+x}{1-x}}}\cdot {\frac {dx}{1-x}}.}
Pakeitę
t
=
1
+
x
1
−
x
,
t
2
=
1
+
x
1
−
x
,
t
2
−
x
t
2
=
1
+
x
,
−
x
t
2
−
x
=
1
−
t
2
,
x
(
t
2
+
1
)
=
t
2
−
1
,
x
=
t
2
−
1
t
2
+
1
,
{\displaystyle t={\sqrt {\frac {1+x}{1-x}}},\;\;t^{2}={\frac {1+x}{1-x}},\;\;t^{2}-xt^{2}=1+x,\;\;-xt^{2}-x=1-t^{2},\;\;x(t^{2}+1)=t^{2}-1,\;\;x={\frac {t^{2}-1}{t^{2}+1}},}
d
x
=
2
t
(
t
2
+
1
)
−
(
t
2
−
1
)
2
t
(
t
2
+
1
)
2
d
t
=
2
t
3
+
2
t
−
2
t
3
+
2
t
(
t
2
+
1
)
2
d
t
=
4
t
d
t
(
t
2
+
1
)
2
,
{\displaystyle dx={\frac {2t(t^{2}+1)-(t^{2}-1)2t}{(t^{2}+1)^{2}}}\;dt={\frac {2t^{3}+2t-2t^{3}+2t}{(t^{2}+1)^{2}}}\;dt={\frac {4t\;dt}{(t^{2}+1)^{2}}},}
gauname
I
=
∫
1
+
x
1
−
x
⋅
d
x
1
−
x
=
∫
1
+
t
2
−
1
t
2
+
1
1
−
t
2
−
1
t
2
+
1
⋅
4
t
d
t
(
t
2
+
1
)
2
1
−
t
2
−
1
t
2
+
1
=
∫
t
2
+
1
+
t
2
−
1
t
2
+
1
t
2
+
1
−
(
t
2
−
1
)
t
2
+
1
⋅
4
t
d
t
(
t
2
+
1
)
2
t
2
+
1
−
(
t
2
−
1
)
t
2
+
1
=
{\displaystyle I=\int {\sqrt {\frac {1+x}{1-x}}}\cdot {\frac {dx}{1-x}}=\int {\sqrt {\frac {1+{\frac {t^{2}-1}{t^{2}+1}}}{1-{\frac {t^{2}-1}{t^{2}+1}}}}}\cdot {\frac {\frac {4t\;dt}{(t^{2}+1)^{2}}}{1-{\frac {t^{2}-1}{t^{2}+1}}}}=\int {\sqrt {\frac {\frac {t^{2}+1+t^{2}-1}{t^{2}+1}}{\frac {t^{2}+1-(t^{2}-1)}{t^{2}+1}}}}\cdot {\frac {\frac {4t\;dt}{(t^{2}+1)^{2}}}{\frac {t^{2}+1-(t^{2}-1)}{t^{2}+1}}}=}
=
∫
2
t
2
t
2
+
1
2
t
2
+
1
⋅
4
t
d
t
(
t
2
+
1
)
2
2
t
2
+
1
=
∫
2
t
2
2
⋅
2
t
d
t
t
2
+
1
=
2
∫
t
2
d
t
t
2
+
1
=
2
∫
d
t
−
2
∫
d
t
t
2
+
1
=
2
t
−
2
arctan
t
+
C
=
{\displaystyle =\int {\sqrt {\frac {\frac {2t^{2}}{t^{2}+1}}{\frac {2}{t^{2}+1}}}}\cdot {\frac {\frac {4t\;dt}{(t^{2}+1)^{2}}}{\frac {2}{t^{2}+1}}}=\int {\sqrt {\frac {2t^{2}}{2}}}\cdot {\frac {2t\;dt}{t^{2}+1}}=2\int {\frac {t^{2}\;dt}{t^{2}+1}}=2\int dt-2\int {\frac {dt}{t^{2}+1}}=2t-2\arctan t+C=}
=
2
1
+
x
1
−
x
−
2
arctan
1
+
x
1
−
x
+
C
.
{\displaystyle =2{\sqrt {\frac {1+x}{1-x}}}-2\arctan {\sqrt {\frac {1+x}{1-x}}}+C.}
5. Kvadratinių iracionalumų integravimas kitais būdais
keisti
Nors Oilerio keitiniais
R
(
x
,
a
x
2
+
b
x
+
c
)
(
7.66
)
{\displaystyle R(x,\;{\sqrt {ax^{2}+bx+c}})\quad (7.66)}
funkcijos integralas visada racionalizuojamas, bet dažniausiai gaunami labai griozdiški ir sudėtingi reiškiniai. Todėl praktikoje (7.66) funkcija integruojama kitais būdais. Juos ir aptarsime šiame skirsnyje.
Pažymėję
y
=
a
x
2
+
b
x
+
c
{\displaystyle y={\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}
ir atkreipę dėmesį į tai, kad
y
2
{\displaystyle y^{2}}
yra polinomas, (7.66) funkciją galime išreikšti suma
R
(
x
,
y
)
=
R
1
(
x
)
+
R
2
(
x
)
y
;
{\displaystyle R(x,\;y)=R_{1}(x)+{\frac {R_{2}(x)}{y}};}
(vietoje
R
2
(
x
)
{\displaystyle R_{2}(x)}
įrašę
y
2
{\displaystyle y^{2}}
galime padaryt, kad y būtų skaityklyje; taip pat galime parinkti
R
2
(
x
)
,
{\displaystyle R_{2}(x),}
kad jis būtų aukštesnio laipsnio polinomas nei
y
2
{\displaystyle y^{2}}
, bet turėtų tas pačias šaknis kaip
y
2
{\displaystyle y^{2}}
)
čia
R
1
(
x
)
{\displaystyle R_{1}(x)}
ir
R
2
(
x
)
{\displaystyle R_{2}(x)}
- tam tikros racionalios vieno kintamojo funkcijos. Kadangi funkcijos
R
1
(
x
)
{\displaystyle R_{1}(x)}
integralas yra elementarioji funkcija, tai užtenka išnagrinėti kaip apskaičiuojamas funkcijos
R
2
(
x
)
y
{\displaystyle {\frac {R_{2}(x)}{y}}}
integralas.
Žinome, kad kiekvieną racionaliąją trupmeną
R
2
(
x
)
{\displaystyle R_{2}(x)}
galima išreikšti polinomo P (x ) ir taisiklingos racionaliosios trupmenos
R
3
(
x
)
{\displaystyle R_{3}(x)}
suma. Taisiklingą racionaliąją trupmeną
R
3
(
x
)
{\displaystyle R_{3}(x)}
savo ruožtu galima išreikšti paprasčiausių trupmenų suma. Turėdami tai galvoje, galime tvirtinti, kad funkcijos
R
2
(
x
)
y
{\displaystyle {\frac {R_{2}(x)}{y}}}
integravimas pakeičiamas trijų tipų integralų skaičiavimu:
I.
∫
P
(
x
)
y
d
x
,
{\displaystyle \int {\frac {P(x)}{y}}\;dx,\;}
kai P(x) - polinomas;
II.
∫
B
(
x
−
A
)
α
y
d
x
,
{\displaystyle \int {\frac {B}{(x-A)^{\alpha }y}}\;dx,\;}
kai A ir B - realieji skaičiai, o
α
{\displaystyle \alpha }
- natūrinis skaičius;
III.
∫
M
x
+
N
(
x
2
+
p
x
+
q
)
λ
y
d
x
,
{\displaystyle \int {\frac {Mx+N}{(x^{2}+px+q)^{\lambda }y}}\;dx,\;}
kai M, N, p ir q - realieji skaičiai,
λ
{\displaystyle \lambda }
- natūrinis skaičius ir, be to,
q
−
p
2
4
>
0
{\displaystyle q-{\frac {p^{2}}{4}}>0\;}
(
x
2
+
p
x
+
q
{\displaystyle x^{2}+px+q}
neturi realių šaknų).
Visų trijų tipų integralus išnagrinėsime atskirai .
Pirmojo tipo integralas
keisti
I. Pirmojo tipo integralui apskaičiuoti pirmiausia išvesime integralo
∫
x
m
d
x
y
(
m
=
0
,
1
,
2
,
.
.
.
)
{\displaystyle \int {\frac {x^{m}\;dx}{y}}\;\;(m=0,\;1,\;2,\;...)}
rekurentinę formulę. Tarę, kad
m
≥
1
,
{\displaystyle m\geq 1,}
suintegruosime diferencijavimu patikrinamą tapatybę:
(
x
m
−
1
y
)
′
=
(
x
m
−
1
a
x
2
+
b
x
+
c
)
′
=
(
m
−
1
)
x
m
−
2
a
x
2
+
b
x
+
c
+
x
m
−
1
⋅
2
a
x
+
b
2
a
x
2
+
b
x
+
c
=
{\displaystyle (x^{m-1}y)'=(x^{m-1}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}})'=(m-1)x^{m-2}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}+x^{m-1}\cdot {\frac {2ax+b}{2{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}}=}
=
(
m
−
1
)
x
m
−
2
a
x
2
+
b
x
+
c
+
a
x
m
a
x
2
+
b
x
+
c
+
x
m
−
1
b
2
a
x
2
+
b
x
+
c
=
(
m
−
1
)
x
m
−
2
a
x
2
+
b
x
+
c
a
x
2
+
b
x
+
c
+
a
x
m
a
x
2
+
b
x
+
c
+
x
m
−
1
b
2
a
x
2
+
b
x
+
c
=
{\displaystyle =(m-1)x^{m-2}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}+{\frac {ax^{m}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+{\frac {x^{m-1}b}{2{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}}=(m-1)x^{m-2}{\frac {ax^{2}+bx+c}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+{\frac {ax^{m}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+{\frac {x^{m-1}b}{2{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}}=}
=
(
m
−
1
)
a
x
m
a
x
2
+
b
x
+
c
+
(
m
−
1
)
b
x
m
−
1
a
x
2
+
b
x
+
c
+
(
m
−
1
)
c
x
m
−
2
a
x
2
+
b
x
+
c
+
a
x
m
a
x
2
+
b
x
+
c
+
x
m
−
1
b
2
a
x
2
+
b
x
+
c
=
{\displaystyle =(m-1){\frac {ax^{m}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+(m-1){\frac {bx^{m-1}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+(m-1){\frac {cx^{m-2}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+{\frac {ax^{m}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+{\frac {x^{m-1}b}{2{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}}=}
=
m
a
x
m
a
x
2
+
b
x
+
c
+
(
m
−
1
2
)
b
x
m
−
1
a
x
2
+
b
x
+
c
+
(
m
−
1
)
c
x
m
−
2
a
x
2
+
b
x
+
c
,
{\displaystyle =m{\frac {ax^{m}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+(m-{\frac {1}{2}}){\frac {bx^{m-1}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}+(m-1){\frac {cx^{m-2}}{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}},}
(
x
m
−
1
y
)
′
=
m
a
x
m
y
+
(
m
−
1
2
)
b
x
m
−
1
y
+
(
m
−
1
)
c
x
m
−
2
y
.
{\displaystyle (x^{m-1}y)'=ma{\frac {x^{m}}{y}}+{\Big (}m-{\frac {1}{2}}{\Big )}b{\frac {x^{m-1}}{y}}+(m-1)c{\frac {x^{m-2}}{y}}.}
Suintegravę šią tapatybę panariui, gauname lygybę
x
m
−
1
y
=
m
a
I
m
+
(
m
−
1
2
)
b
I
m
−
1
+
(
m
−
1
)
c
I
m
−
2
.
(
7.69
)
{\displaystyle x^{m-1}y=maI_{m}+{\Big (}m-{\frac {1}{2}}{\Big )}bI_{m-1}+(m-1)cI_{m-2}.\quad (7.69)}
Į (7.69) lygybę įrašę
m
=
1
,
{\displaystyle m=1,}
turime
x
1
−
1
y
=
1
⋅
a
I
1
+
(
1
−
1
2
)
b
I
1
−
1
+
(
1
−
1
)
c
I
1
−
2
,
{\displaystyle x^{1-1}y=1\cdot aI_{1}+{\Big (}1-{\frac {1}{2}}{\Big )}bI_{1-1}+(1-1)cI_{1-2},}
y
=
a
I
1
+
1
2
b
I
0
,
{\displaystyle y=aI_{1}+{\frac {1}{2}}bI_{0},}
y
−
1
2
b
I
0
=
a
I
1
,
{\displaystyle y-{\frac {1}{2}}bI_{0}=aI_{1},}
I
1
=
y
a
−
b
2
a
I
0
.
(
7.70
)
{\displaystyle I_{1}={\frac {y}{a}}-{\frac {b}{2a}}I_{0}.\quad (7.70)}
Į (7.69) lygybę įrašę
m
=
2
{\displaystyle m=2}
ir pasinaudoję apskaičiuotąja integralo
I
1
{\displaystyle I_{1}}
reikšme (t. y. (7.70) formule), gausime
x
2
−
1
y
=
2
a
I
2
+
(
2
−
1
2
)
b
I
2
−
1
+
(
2
−
1
)
c
I
2
−
2
,
{\displaystyle x^{2-1}y=2aI_{2}+{\Big (}2-{\frac {1}{2}}{\Big )}bI_{2-1}+(2-1)cI_{2-2},}
x
y
=
2
a
I
2
+
3
2
b
I
1
+
c
I
0
,
{\displaystyle xy=2aI_{2}+{\frac {3}{2}}bI_{1}+cI_{0},}
x
y
−
3
2
b
I
1
−
c
I
0
=
2
a
I
2
,
{\displaystyle xy-{\frac {3}{2}}bI_{1}-cI_{0}=2aI_{2},}
I
2
=
x
y
2
a
−
3
b
4
a
I
1
−
c
2
a
I
0
,
{\displaystyle I_{2}={\frac {xy}{2a}}-{\frac {3b}{4a}}I_{1}-{\frac {c}{2a}}I_{0},}
I
2
=
x
y
2
a
−
3
b
4
a
(
y
a
−
b
2
a
I
0
)
−
c
2
a
I
0
,
{\displaystyle I_{2}={\frac {xy}{2a}}-{\frac {3b}{4a}}({\frac {y}{a}}-{\frac {b}{2a}}I_{0})-{\frac {c}{2a}}I_{0},}
I
2
=
x
y
2
a
−
3
b
y
4
a
2
+
3
b
2
8
a
2
I
0
−
c
2
a
I
0
,
{\displaystyle I_{2}={\frac {xy}{2a}}-{\frac {3by}{4a^{2}}}+{\frac {3b^{2}}{8a^{2}}}I_{0}-{\frac {c}{2a}}I_{0},}
I
2
=
1
4
a
2
(
2
a
x
−
3
b
)
y
+
1
8
a
2
(
3
b
2
−
4
a
c
)
I
0
.
{\displaystyle I_{2}={\frac {1}{4a^{2}}}(2ax-3b)y+{\frac {1}{8a^{2}}}(3b^{2}-4ac)I_{0}.}
Taip samprotaudami toliau, išvesime bendrąją formulę
I
m
=
P
m
−
1
(
x
)
y
+
c
m
I
0
;
(
7.71
)
{\displaystyle I_{m}=P_{m-1}(x)y+c_{m}I_{0};\quad (7.71)}
čia
P
m
−
1
(
x
)
{\displaystyle P_{m-1}(x)}
- koks nors (m-1)-ojo laipsnio polinomas, o
c
m
{\displaystyle c_{m}}
- realusis skaičius.
Jei I tipo integrale P(x) yra n-ojo laipsnio polinomas, tai I tipo integralas bus lygus integralų
I
0
,
I
1
,
.
.
.
,
I
n
{\displaystyle I_{0},\;I_{1},\;...,\;I_{n}\;}
su atitinkamais daugikliais (polinomo P(x) koeficientais) sumai. Todėl iš (7.71) lygybės aišku, kad I tipo integralas galutinai apskaičiuojamas pagal tokią formulę:
∫
P
(
x
)
y
d
x
=
Q
n
−
1
y
+
C
0
∫
d
x
y
;
(
7.72
)
{\displaystyle \int {\frac {P(x)}{y}}\;dx=Q_{n-1}y+C_{0}\int {\frac {dx}{y}};\quad (7.72)}
čia
Q
n
−
1
(
x
)
{\displaystyle Q_{n-1}(x)}
yra koks nors (n-1)-ojo laipsnio polinomas, o
C
0
{\displaystyle C_{0}}
- realusis skaičius. Polinomo
Q
n
−
1
(
x
)
{\displaystyle Q_{n-1}(x)}
koeficientus ir skaičių
C
0
{\displaystyle C_{0}}
randame neapibrėžtųjų koeficientų metodu . Tam reikalui polinomą
Q
n
−
1
(
x
)
{\displaystyle Q_{n-1}(x)}
užrašome su raidiniais koeficientais:
Q
n
−
1
(
x
)
=
A
0
+
A
1
x
+
.
.
.
+
A
n
−
1
x
n
−
1
.
{\displaystyle Q_{n-1}(x)=A_{0}+A_{1}x+...+A_{n-1}x^{n-1}.}
Išdiferencijavę (7.72) lygybę ir diferencijavimo rezultatą padauginę iš y , gauname
P
(
x
)
y
=
(
Q
n
−
1
y
)
′
+
C
0
1
y
,
{\displaystyle {\frac {P(x)}{y}}=(Q_{n-1}y)'+C_{0}{\frac {1}{y}},}
P
(
x
)
y
=
Q
n
−
1
′
y
+
Q
n
−
1
2
a
x
+
b
2
y
+
C
0
1
y
,
{\displaystyle {\frac {P(x)}{y}}=Q_{n-1}'y+Q_{n-1}{\frac {2ax+b}{2y}}+C_{0}{\frac {1}{y}},}
P
(
x
)
=
Q
n
−
1
′
(
a
x
2
+
b
x
+
c
)
+
1
2
Q
n
−
1
(
2
a
x
+
b
)
+
C
0
.
(
7.73
)
{\displaystyle P(x)=Q_{n-1}'(ax^{2}+bx+c)+{\frac {1}{2}}Q_{n-1}(2ax+b)+C_{0}.\quad (7.73)}
Abiejose tos lygybės pusėse parašyti n -ojo laipsnio polinomai. Palyginę jų koeficientus, sudarome
n
+
1
{\displaystyle n+1}
tiesinių lygčių sistemą, iš kurios randame
A
0
,
A
1
,
.
.
.
,
A
n
−
1
{\displaystyle A_{0},\;A_{1},\;...,A_{n-1}\;}
ir
C
0
.
{\displaystyle C_{0}.}
Sudarytoji sistema išsprendžiama, nes teisinga išvestoji (7.72) formulė. Lieka tik pridurti, kad iš integralo, parašyto (7.72) lygybės dešinėje pusėje, tiesiniu keitiniu
t
=
x
+
b
2
a
{\displaystyle \;t=x+{\frac {b}{2a}}\;}
gaunamas lentelinis integralas. Naudojantis tuo keitiniu, integralas
∫
d
x
y
,
{\displaystyle \int {\frac {dx}{y}},}
nekreipiant dėmesio į pastovų daugiklį, pakeičiamas arba integralu
∫
d
t
t
2
±
k
2
=
ln
|
t
+
t
2
±
k
2
|
+
C
{\displaystyle \int {\frac {dt}{\sqrt {t^{2}\pm k^{2}}}}=\ln |t+{\sqrt {t^{2}\pm k^{2}}}|+C\;\;}
(
k
=
const
>
0
{\displaystyle k={\text{const}}>0}
),
arba integralu
∫
d
t
k
2
−
t
2
=
arcsin
t
k
+
C
.
{\displaystyle \int {\frac {dt}{\sqrt {k^{2}-t^{2}}}}=\arcsin {\frac {t}{k}}+C.}
Pavyzdys . Apskaičiuosime integralą
∫
x
3
1
+
2
x
−
x
2
d
x
.
{\displaystyle \int {\frac {x^{3}}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}\;dx.}
(7.72) formulė, pritaikyta pateiktajam integralui, bus šitokia:
∫
x
3
1
+
2
x
−
x
2
d
x
=
(
A
0
+
A
1
x
+
A
2
x
2
)
1
+
2
x
−
x
2
+
C
0
∫
d
x
1
+
2
x
−
x
2
.
(
7.74
)
{\displaystyle \int {\frac {x^{3}}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}\;dx=(A_{0}+A_{1}x+A_{2}x^{2}){\sqrt {1+2x-x^{2}}}+C_{0}\int {\frac {dx}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}.\quad (7.74)}
Išdiferencijavę abi šios lygybės puses ir rezultatą padauginę iš
1
+
2
x
−
x
2
,
{\displaystyle {\sqrt {1+2x-x^{2}}},}
gausime
x
3
1
+
2
x
−
x
2
=
(
A
1
+
2
A
2
x
)
1
+
2
x
−
x
2
+
(
A
0
+
A
1
x
+
A
2
x
2
)
2
−
2
x
2
1
+
2
x
−
x
2
+
C
0
1
1
+
2
x
−
x
2
,
{\displaystyle {\frac {x^{3}}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}=(A_{1}+2A_{2}x){\sqrt {1+2x-x^{2}}}+(A_{0}+A_{1}x+A_{2}x^{2}){\frac {2-2x}{2{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}}+C_{0}{\frac {1}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}},}
x
3
=
(
A
1
+
2
A
2
x
)
(
1
+
2
x
−
x
2
)
+
(
A
0
+
A
1
x
+
A
2
x
2
)
(
1
−
x
)
+
C
0
.
{\displaystyle x^{3}=(A_{1}+2A_{2}x)(1+2x-x^{2})+(A_{0}+A_{1}x+A_{2}x^{2})(1-x)+C_{0}.}
Palyginę koeficientus prie
x
3
,
x
2
,
x
1
{\displaystyle x^{3},\;x^{2},\;x^{1}\;}
ir
x
0
{\displaystyle x^{0}}
kairėje ir dešinėje pusėje, sudarome lygčių sistemą
{
−
3
A
2
=
1
,
5
A
2
−
2
A
1
=
0
,
2
A
2
+
3
A
1
−
A
0
=
0
,
A
1
+
A
0
+
C
0
=
0.
{\displaystyle {\begin{cases}-3A_{2}=1,&\\5A_{2}-2A_{1}=0,&\\2A_{2}+3A_{1}-A_{0}=0,&\\A_{1}+A_{0}+C_{0}=0.&\end{cases}}}
Išsprendę šią sistemą, randame
A
2
=
−
1
3
,
A
1
=
−
5
6
,
A
0
=
−
19
6
,
C
0
=
4.
{\displaystyle A_{2}=-{\frac {1}{3}},\;A_{1}=-{\frac {5}{6}},\;A_{0}=-{\frac {19}{6}},\;C_{0}=4.}
Integralą, parašytą (7.74) lygybės dešinėje pusėje, apskaičiuojame, naudodamiesi keitiniu
t
=
x
−
1
{\displaystyle t=x-1}
:
∫
d
x
1
+
2
x
−
x
2
=
∫
d
t
2
−
t
2
=
arcsin
t
2
+
C
=
arcsin
x
−
1
2
+
C
.
{\displaystyle \int {\frac {dx}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}=\int {\frac {dt}{\sqrt {2-t^{2}}}}=\arcsin {\frac {t}{\sqrt {2}}}+C=\arcsin {\frac {x-1}{\sqrt {2}}}+C.}
Galutinai
∫
x
3
1
+
2
x
−
x
2
d
x
=
(
−
19
6
−
5
6
x
−
1
3
x
2
)
1
+
2
x
−
x
2
+
4
arcsin
x
−
1
2
+
C
.
{\displaystyle \int {\frac {x^{3}}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}}\;dx={\Big (}-{\frac {19}{6}}-{\frac {5}{6}}x-{\frac {1}{3}}x^{2}{\Big )}{\sqrt {1+2x-x^{2}}}+4\arcsin {\frac {x-1}{\sqrt {2}}}+C.}
Antrojo tipo integralas
keisti
II. Skaičiuosime II tipo integralą . Įsitikinsime, kad iš jo keitiniu
t
=
1
x
−
A
{\displaystyle t={\frac {1}{x-A}}}
gaunamas I tipo integralas. Iš tikrųjų, kadangi
x
−
A
=
1
t
,
x
=
1
t
+
A
,
{\displaystyle x-A={\frac {1}{t}},\;\;x={\frac {1}{t}}+A,\;}
d
x
=
−
d
t
t
2
,
a
x
2
+
b
x
+
c
=
(
A
2
a
+
A
b
+
c
)
t
2
+
(
2
a
A
+
b
)
t
+
a
t
2
,
{\displaystyle dx=-{\frac {dt}{t^{2}}},\;\;ax^{2}+bx+c={\frac {(A^{2}a+Ab+c)t^{2}+(2aA+b)t+a}{t^{2}}},}
tai
∫
B
(
x
−
A
)
α
y
d
x
=
∫
B
(
1
t
)
α
(
A
2
a
+
A
b
+
c
)
t
2
+
(
2
a
A
+
b
)
t
+
a
t
2
⋅
−
d
t
t
2
=
−
∫
B
t
α
(
A
2
a
+
A
b
+
c
)
t
2
+
(
2
a
A
+
b
)
t
+
a
t
⋅
d
t
t
2
=
{\displaystyle \int {\frac {B}{(x-A)^{\alpha }y}}\;dx=\int {\frac {B}{({\frac {1}{t}})^{\alpha }{\sqrt {\frac {(A^{2}a+Ab+c)t^{2}+(2aA+b)t+a}{t^{2}}}}}}\cdot {\frac {-dt}{t^{2}}}=-\int {\frac {Bt^{\alpha }}{\frac {\sqrt {(A^{2}a+Ab+c)t^{2}+(2aA+b)t+a}}{t}}}\cdot {\frac {dt}{t^{2}}}=}
=
−
∫
B
t
α
+
1
(
A
2
a
+
A
b
+
c
)
t
2
+
(
2
a
A
+
b
)
t
+
a
⋅
d
t
t
2
=
−
∫
B
t
α
−
1
(
A
2
a
+
A
b
+
c
)
t
2
+
(
2
a
A
+
b
)
t
+
a
d
t
.
{\displaystyle =-\int {\frac {Bt^{\alpha +1}}{\sqrt {(A^{2}a+Ab+c)t^{2}+(2aA+b)t+a}}}\cdot {\frac {dt}{t^{2}}}=-\int {\frac {Bt^{\alpha -1}}{\sqrt {(A^{2}a+Ab+c)t^{2}+(2aA+b)t+a}}}\;dt.}
Trečiojo tipo integralas
keisti
III. Aptarsime pagaliau, kaip skaičiuojamas III tipo integralas . Pirmiausia išnagrinėsime, kaip skaičiuoti III tipo integralą tuo atveju, kai
p
=
0
,
b
=
0
,
{\displaystyle p=0,\;b=0,}
t. y. integralą
K
=
∫
M
x
+
N
(
x
2
+
q
)
λ
a
x
2
+
c
d
x
.
{\displaystyle K=\int {\frac {Mx+N}{(x^{2}+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+c}}}}\;dx.}
Jis yra dviejų integralų
K
1
=
M
∫
x
d
x
(
x
2
+
q
)
λ
a
x
2
+
c
{\displaystyle K_{1}=M\int {\frac {x\;dx}{(x^{2}+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+c}}}}\;}
ir
K
2
=
N
∫
d
x
(
x
2
+
q
)
λ
a
x
2
+
c
{\displaystyle \;K_{2}=N\int {\frac {dx}{(x^{2}+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+c}}}}}
suma. Pirmąjį iš jų galima užrašyti šitaip:
K
1
=
M
2
∫
d
(
x
2
)
(
x
2
+
q
)
λ
a
x
2
+
c
;
{\displaystyle K_{1}={\frac {M}{2}}\int {\frac {d(x^{2})}{(x^{2}+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+c}}}}\;;}
iš čia aišku, kad pointegralinė funkcija yra tiesinis (bet ne kvadratinis) iracionalumas
x
2
{\displaystyle x^{2}}
atžvilgiu. Kaip įsitikinome 2 skirsnyje, integralas
K
1
{\displaystyle K_{1}}
racionalizuojamas keitiniu
t
=
a
x
2
+
c
.
{\displaystyle t={\sqrt {ax^{2}+c}}.}
Integralą
K
2
{\displaystyle K_{2}}
galima užrašyti šitaip (tariame, kad
x
≠
0
{\displaystyle x\neq 0}
):
K
2
=
N
∫
d
x
(
x
2
+
q
)
λ
a
x
2
+
c
=
N
∫
d
x
x
2
λ
(
1
+
q
1
x
2
)
λ
x
a
+
c
1
x
2
=
N
∫
1
x
2
λ
+
1
d
x
(
1
+
q
1
x
2
)
λ
a
+
c
1
x
2
=
{\displaystyle K_{2}=N\int {\frac {dx}{(x^{2}+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+c}}}}=N\int {\frac {dx}{x^{2\lambda }{\big (}1+q{\frac {1}{x^{2}}}{\big )}^{\lambda }x{\sqrt {a+c{\frac {1}{x^{2}}}}}}}=N\int {\frac {{\frac {1}{x^{2\lambda +1}}}dx}{{\big (}1+q{\frac {1}{x^{2}}}{\big )}^{\lambda }{\sqrt {a+c{\frac {1}{x^{2}}}}}}}=}
=
N
∫
1
x
2
λ
−
2
d
x
x
3
(
1
+
q
1
x
2
)
λ
a
+
c
1
x
2
=
−
N
2
∫
(
1
x
2
)
λ
−
1
d
(
1
x
2
)
(
1
+
q
1
x
2
)
λ
a
+
c
1
x
2
,
{\displaystyle =N\int {\frac {{\frac {1}{x^{2\lambda -2}}}\;{\frac {dx}{x^{3}}}}{{\big (}1+q{\frac {1}{x^{2}}}{\big )}^{\lambda }{\sqrt {a+c{\frac {1}{x^{2}}}}}}}=-{\frac {N}{2}}\int {\frac {{\big (}{\frac {1}{x^{2}}}{\big )}^{\lambda -1}\;d{\big (}{\frac {1}{x^{2}}}{\big )}}{{\big (}1+q{\frac {1}{x^{2}}}{\big )}^{\lambda }{\sqrt {a+c{\frac {1}{x^{2}}}}}}}\;,}
o iš to aišku, kad pointegralinė funkcija yra tiesinis iracionalumas
1
x
2
{\displaystyle {\frac {1}{x^{2}}}}
atžvilgiu. Todėl integralas
K
2
{\displaystyle K_{2}}
racionalizuojamas keitiniu
r
=
a
+
c
x
2
.
{\displaystyle r={\sqrt {a+{\frac {c}{x^{2}}}}}.}
Taigi III tipo integralą racionalizavome atskiru atveju, kai abu kvadratiniai trinariai neturi pirmojo laipsnio narių .
Dabar išnagrinėsime III tipo integralą bendruoju atveju ir įrodysime, kad jį galima pakeisti ką tik ištirtu integralu. Jei kvadratinių trinarių koeficientai yra susieti lygybe
b
=
a
p
,
(
7.75
)
{\displaystyle b=ap,\quad (7.75)}
tai III tipo integralo pakeitimui jau ištirtuoju integralu pakanka keitinio
x
=
t
−
p
2
.
{\displaystyle x=t-{\frac {p}{2}}.}
Iš tikrųjų
∫
(
M
x
+
N
)
d
x
(
x
2
+
p
x
+
q
)
λ
a
x
2
+
b
x
+
c
=
∫
M
t
+
(
−
M
p
2
+
N
)
[
t
2
+
(
q
−
p
2
4
)
]
λ
a
t
2
+
(
c
−
a
p
2
4
)
d
t
.
{\displaystyle \int {\frac {(Mx+N)\;dx}{(x^{2}+px+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}}=\int {\frac {Mt+{\Big (}{\frac {-Mp}{2}}+N{\Big )}}{{\Big [}t^{2}+{\Big (}q-{\frac {p^{2}}{4}}{\Big )}{\Big ]}^{\lambda }{\sqrt {at^{2}+{\Big (}c-{\frac {ap^{2}}{4}}{\Big )}}}}}\;dt.}
(Iš tikro, vietoje t dešinėje lygybės pusėje įstatę
x
+
p
2
,
{\displaystyle x+{\frac {p}{2}},}
gauname pradinį integralą:
∫
M
t
+
(
−
M
p
2
+
N
)
[
t
2
+
(
q
−
p
2
4
)
]
λ
a
t
2
+
(
c
−
a
p
2
4
)
d
t
=
∫
M
(
x
+
p
2
)
+
(
−
M
p
2
+
N
)
[
(
x
+
p
2
)
2
+
(
q
−
p
2
4
)
]
λ
a
(
x
+
p
2
)
2
+
(
c
−
a
p
2
4
)
d
x
=
{\displaystyle \int {\frac {Mt+{\Big (}{\frac {-Mp}{2}}+N{\Big )}}{{\Big [}t^{2}+{\Big (}q-{\frac {p^{2}}{4}}{\Big )}{\Big ]}^{\lambda }{\sqrt {at^{2}+{\Big (}c-{\frac {ap^{2}}{4}}{\Big )}}}}}\;dt=\int {\frac {M(x+{\frac {p}{2}})+{\Big (}{\frac {-Mp}{2}}+N{\Big )}}{{\Big [}(x+{\frac {p}{2}})^{2}+{\Big (}q-{\frac {p^{2}}{4}}{\Big )}{\Big ]}^{\lambda }{\sqrt {a(x+{\frac {p}{2}})^{2}+{\Big (}c-{\frac {ap^{2}}{4}}{\Big )}}}}}\;dx=}
=
∫
M
x
+
M
p
2
+
−
M
p
2
+
N
[
x
2
+
p
x
+
p
2
4
+
(
q
−
p
2
4
)
]
λ
a
(
x
2
+
p
x
+
p
2
4
)
+
(
c
−
a
p
2
4
)
d
x
=
∫
M
x
+
N
[
x
2
+
p
x
+
q
]
λ
a
x
2
+
a
p
x
+
a
p
2
4
+
c
−
a
p
2
4
d
x
=
{\displaystyle =\int {\frac {Mx+{\frac {Mp}{2}}+{\frac {-Mp}{2}}+N}{{\Big [}x^{2}+px+{\frac {p^{2}}{4}}+{\Big (}q-{\frac {p^{2}}{4}}{\Big )}{\Big ]}^{\lambda }{\sqrt {a(x^{2}+px+{\frac {p^{2}}{4}})+{\Big (}c-{\frac {ap^{2}}{4}}{\Big )}}}}}\;dx=\int {\frac {Mx+N}{{\Big [}x^{2}+px+q{\Big ]}^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+apx+{\frac {ap^{2}}{4}}+c-{\frac {ap^{2}}{4}}}}}}\;dx=}
=
∫
M
x
+
N
[
x
2
+
p
x
+
q
]
λ
a
x
2
+
a
p
x
+
c
d
x
=
∫
(
M
x
+
N
)
d
x
(
x
2
+
p
x
+
q
)
λ
a
x
2
+
b
x
+
c
.
{\displaystyle =\int {\frac {Mx+N}{[x^{2}+px+q]^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+apx+c}}}}\;dx=\int {\frac {(Mx+N)\;dx}{(x^{2}+px+q)^{\lambda }{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}}}.}
Nes
b
=
a
p
{\displaystyle b=ap\;}
ir
d
x
=
d
(
t
−
p
2
)
=
d
t
.
{\displaystyle \;dx=d{\Big (}t-{\frac {p}{2}}{\Big )}=dt.}
)
III tipo integralą sunkiau pakeisti anksčiau ištirtuoju integralu tuo atveju, kai kvadratinių trinarių koeficientai nėra susieti (7.75) lygybe. Tuomet iš pradžių reikia naudotis trupmeniniu tiesiniu keitiniu
x
=
μ
t
+
ν
1
+
t
,
(
7.76
)
{\displaystyle x={\frac {\mu t+\nu }{1+t}}\;,\quad (7.76)}
taip pasirinkus koeficientus
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
,
{\displaystyle \nu ,}
kad kvadratiniai trinariai neturėtų pirmojo laipsnio narių t atžvilgiu . Įsitikinsime, kad tokius
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
{\displaystyle \nu }
pasirinkti galima. Pasinaudoję (7.76) keitiniu, gauname
x
2
+
p
x
+
q
=
(
μ
2
+
p
μ
+
q
)
t
2
+
[
2
μ
ν
+
p
(
μ
+
ν
)
+
2
q
]
t
+
(
ν
2
+
p
ν
+
q
)
(
1
+
t
)
2
,
{\displaystyle x^{2}+px+q={\frac {(\mu ^{2}+p\mu +q)t^{2}+[2\mu \nu +p(\mu +\nu )+2q]t+(\nu ^{2}+p\nu +q)}{(1+t)^{2}}}\;,}
a
x
2
+
b
x
+
c
=
(
a
μ
2
+
b
μ
+
c
)
t
2
+
[
2
μ
ν
a
+
b
(
μ
+
ν
)
+
2
c
]
t
+
(
a
ν
2
+
b
ν
+
c
)
(
1
+
t
)
2
.
{\displaystyle ax^{2}+bx+c={\frac {(a\mu ^{2}+b\mu +c)t^{2}+[2\mu \nu a+b(\mu +\nu )+2c]t+(a\nu ^{2}+b\nu +c)}{(1+t)^{2}}}\;.}
Vadinasi, koeficientai
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
{\displaystyle \nu }
nustatomi iš lygčių sistemos
{
2
μ
ν
+
p
(
μ
+
ν
)
+
2
q
=
0
,
2
μ
ν
a
+
b
(
μ
+
ν
)
+
2
c
=
0
,
{\displaystyle \quad {\begin{cases}2\mu \nu +p(\mu +\nu )+2q=0,&\\2\mu \nu a+b(\mu +\nu )+2c=0,&\end{cases}}}
arba iš jai ekvivalenčios lygčių sistemos
{
μ
+
ν
=
−
2
(
c
−
a
q
)
b
−
a
p
,
μ
⋅
ν
=
c
p
−
b
q
b
−
a
p
.
{\displaystyle \quad {\begin{cases}\mu +\nu =-{\frac {2(c-aq)}{b-ap}},&\\\mu \cdot \nu ={\frac {cp-bq}{b-ap}}.&\end{cases}}}
(Antroje sistemoje
μ
+
ν
{\displaystyle \mu +\nu }
gavome pirmos sistemos pirmą eilutę padauginę iš (-a ) ir sudėję su antra eilute. Tada gaunasi:
−
a
p
(
μ
+
ν
)
+
b
(
μ
+
ν
)
−
2
a
q
+
2
c
=
0
,
{\displaystyle -ap(\mu +\nu )+b(\mu +\nu )-2aq+2c=0,}
(
μ
+
ν
)
(
b
−
a
p
)
=
2
a
q
−
2
c
,
{\displaystyle (\mu +\nu )(b-ap)=2aq-2c,}
μ
+
ν
=
−
2
(
c
−
a
q
)
b
−
a
p
.
{\displaystyle \mu +\nu =-{\frac {2(c-aq)}{b-ap}}.}
Antroje sistemoje
μ
⋅
ν
{\displaystyle \mu \cdot \nu }
gavome pirmos sistemos pirmą eilutę padauginę iš (-b ), o antrą eilutę padauginę iš p ir abi [pirmos sistemos] eilutes sudėję. Po sudeties turime:
−
2
μ
ν
b
+
2
μ
ν
a
p
−
2
q
b
+
2
c
p
=
0
,
{\displaystyle -2\mu \nu b+2\mu \nu ap-2qb+2cp=0,}
−
μ
ν
b
+
μ
ν
a
p
−
q
b
+
c
p
=
0
,
{\displaystyle -\mu \nu b+\mu \nu ap-qb+cp=0,}
(
a
p
−
b
)
μ
ν
=
q
b
−
c
p
,
{\displaystyle (ap-b)\mu \nu =qb-cp,}
μ
⋅
ν
=
c
p
−
b
q
b
−
a
p
.
{\displaystyle \mu \cdot \nu ={\frac {cp-bq}{b-ap}}.}
)
Taigi
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
{\displaystyle \nu }
yra šaknys kvadratinės lygities (pagal Vieto teoremą)
z
2
+
2
(
c
−
a
q
)
b
−
a
p
z
+
c
p
−
b
q
b
−
a
p
=
0.
(
7.77
)
{\displaystyle z^{2}+{\frac {2(c-aq)}{b-ap}}\;z+{\frac {cp-bq}{b-ap}}=0.\quad (7.77)}
Liko įrodyti, kad ta kvadratinė lygtis turi realias ir skirtingas šaknis (
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
{\displaystyle \nu }
). Tam reikalui užtenka įsitikinti, kad jos diskriminantas yra teigiamas, t. y. užtenka įrodyti nelygybę
(
2
(
c
−
a
q
)
b
−
a
p
)
2
>
4
c
p
−
b
q
b
−
a
p
,
{\displaystyle {\Big (}{\frac {2(c-aq)}{b-ap}}{\Big )}^{2}>4{\frac {cp-bq}{b-ap}},}
(
c
−
a
q
)
2
>
(
c
p
−
b
q
)
(
b
−
a
p
)
.
(
7.78
)
{\displaystyle (c-aq)^{2}>(cp-bq)(b-ap).\quad (7.78)}
Lengva patikrinti, kad (7.78) nelygybė yra ekvivalenti nelygybei
[
2
(
c
+
a
q
)
−
b
p
]
2
>
(
4
q
−
p
2
)
(
4
a
c
−
b
2
)
.
(
7.79
)
{\displaystyle [2(c+aq)-bp]^{2}>(4q-p^{2})(4ac-b^{2}).\quad (7.79)}
Kadangi kvadratinis trinaris
x
2
+
p
x
+
q
{\displaystyle x^{2}+px+q}
turi menamas šaknis, tai
4
q
−
p
2
>
0.
{\displaystyle 4q-p^{2}>0.}
(7.79) nelygybė tikrai yra teisinga, kai
4
a
c
−
b
2
<
0.
{\displaystyle 4ac-b^{2}<0.}
Įrodysime, kad ji yra teisinga ir tuo atveju, kai
4
a
c
−
b
2
>
0.
{\displaystyle 4ac-b^{2}>0.}
Tuomet
q
>
0
,
a
c
>
0
{\displaystyle q>0,\;ac>0}
ir
4
a
c
q
>
p
b
{\displaystyle 4{\sqrt {acq}}>pb\;}
(nes
4
q
⋅
4
a
c
>
p
2
⋅
b
2
{\displaystyle 4q\cdot 4ac>p^{2}\cdot b^{2}}
). Todėl, atsižvelgę į tai, kad
c
+
a
q
2
≥
a
c
q
,
{\displaystyle {\frac {c+aq}{2}}\geq {\sqrt {acq}},}
galėsime rašyti:
[
2
(
c
+
a
q
)
−
b
p
]
2
≥
[
4
q
a
c
−
b
p
]
2
=
(
4
q
−
p
2
)
(
4
a
c
−
b
2
)
+
4
(
p
a
c
−
b
q
)
2
≥
(
4
q
−
p
2
)
(
4
a
c
−
b
2
)
.
{\displaystyle [2(c+aq)-bp]^{2}\geq [4{\sqrt {qac}}-bp]^{2}=(4q-p^{2})(4ac-b^{2})+4(p{\sqrt {ac}}-b{\sqrt {q}})^{2}\geq (4q-p^{2})(4ac-b^{2}).}
Parašytoje nelygybių grandinėje yra bent vienas griežtos nelygybės ženklas >, nes pirmasis ženklas
≥
{\displaystyle \geq }
virsta
=
{\displaystyle =}
tik tada, kai
c
=
a
q
;
{\displaystyle c=aq;}
jei
c
=
a
q
,
{\displaystyle c=aq,}
tai iš nelygybės
b
≠
a
p
{\displaystyle b\neq ap}
išplaukia
p
a
c
−
b
q
≠
0
,
{\displaystyle p{\sqrt {ac}}-b{\sqrt {q}}\neq 0,\;}
todėl antrasis ženklas
≥
{\displaystyle \geq }
nevirsta ženklu =. Įrodėme, kad (7.79) nelygybė yra teisinga, t. y. galima pasirinkti tokius
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
,
{\displaystyle \nu ,}
su kuriais gautuosiuose kvadratiniuose trinariuose nėra pirmojo laipsnio narių
t
{\displaystyle t}
atžvilgiu. Panaudojus (7.76) keitinį su tokiais
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
,
{\displaystyle \nu ,}
III tipo integralas pakeičiamas integralu
∫
P
(
t
)
d
t
(
t
2
+
q
1
)
λ
a
1
t
2
+
c
1
;
(
7.80
)
{\displaystyle \int {\frac {P(t)\;dt}{(t^{2}+q_{1})^{\lambda }{\sqrt {a_{1}t^{2}+c_{1}}}}}\;;\quad (7.80)}
čia
a
1
,
c
1
{\displaystyle a_{1},\;c_{1}}
ir
q
1
{\displaystyle q_{1}}
- kokie nors realūs skaičiai, o P(t) yra
(
2
λ
−
1
)
{\displaystyle (2\lambda -1)}
-ojo laipsnio polinomas. Trupmeną (kai
λ
>
1
{\displaystyle \lambda >1}
)
P
(
t
)
d
t
(
t
2
+
q
1
)
λ
{\displaystyle \;{\frac {P(t)\;dt}{(t^{2}+q_{1})^{\lambda }}}}
išreiškus paprasčiausių trupmenų suma, vietoj (7.80) integralo užteks apskaičiuoti integralus
∫
M
k
t
+
N
k
(
t
2
+
q
1
)
k
a
1
t
2
+
c
1
d
t
(
k
=
1
,
2
,
.
.
.
,
λ
)
.
{\displaystyle \int {\frac {M_{k}t+N_{k}}{(t^{2}+q_{1})^{k}{\sqrt {a_{1}t^{2}+c_{1}}}}}\;dt\quad (k=1,\;2,\;...,\;\lambda ).}
Tokie integralai buvo anksčiau ištirti. Įrodėme, kad visų trijų I , II ir III tipų integralai yra elementariosios funkcijos. Vadinasi, dar kartą (be Oilerio keitinių) įsitikinome, kad (7.66) funkcijos integralas išreiškiamas elementariosiomis funkcijomis.
Pavyzdys. Apskaičiuosime integralą
I
=
∫
d
x
(
x
2
−
x
+
1
)
x
2
+
x
+
1
.
{\displaystyle I=\int {\frac {dx}{(x^{2}-x+1){\sqrt {x^{2}+x+1}}}}.}
Tai III tipo integralas. Kadangi jis netenkina (7.75) sąlygos, tai pirmiausia turime padaryti (7.76) keitinį. Po tokio pakeitimo
x
2
+
x
+
1
=
(
μ
2
+
μ
+
1
)
t
2
+
[
2
μ
ν
+
(
μ
+
ν
)
+
2
]
t
+
(
ν
2
+
ν
+
1
)
(
1
+
t
)
2
,
{\displaystyle x^{2}+x+1={\frac {(\mu ^{2}+\mu +1)t^{2}+[2\mu \nu +(\mu +\nu )+2]t+(\nu ^{2}+\nu +1)}{(1+t)^{2}}}\;,}
x
2
−
x
+
1
=
(
μ
2
−
μ
+
1
)
t
2
+
[
2
μ
ν
−
(
μ
+
ν
)
+
2
]
t
+
(
ν
2
−
ν
+
1
)
(
1
+
t
)
2
.
{\displaystyle x^{2}-x+1={\frac {(\mu ^{2}-\mu +1)t^{2}+[2\mu \nu -(\mu +\nu )+2]t+(\nu ^{2}-\nu +1)}{(1+t)^{2}}}\;.}
Koeficientus
μ
{\displaystyle \mu }
ir
ν
{\displaystyle \nu }
randame iš lygčių sistemos
{
2
μ
ν
+
(
μ
+
ν
)
+
2
=
0
,
2
μ
ν
−
(
μ
+
ν
)
+
2
=
0.
{\displaystyle {\begin{cases}2\mu \nu +(\mu +\nu )+2=0,&\\2\mu \nu -(\mu +\nu )+2=0.&\end{cases}}}
Lengva įsitikinti, kad
μ
=
1
,
ν
=
−
1
{\displaystyle \mu =1,\;\nu =-1\;}
(gali būti ir priešingai:
μ
=
−
1
,
ν
=
1
{\displaystyle \mu =-1,\;\nu =1}
). Vadinasi, (7.76) keitinys yra
x
=
t
−
1
t
+
1
,
{\displaystyle x={\frac {t-1}{t+1}}\;,}
todėl
x
(
t
+
1
)
=
t
−
1
,
x
t
−
t
=
−
x
−
1
,
t
(
1
−
x
)
=
1
+
x
,
{\displaystyle x(t+1)=t-1,\;xt-t=-x-1,\;t(1-x)=1+x,\;}
t
=
x
+
1
1
−
x
,
{\displaystyle t={\frac {x+1}{1-x}}\;,}
d
x
=
t
+
1
−
(
t
−
1
)
(
t
+
1
)
2
d
t
=
2
d
t
(
t
+
1
)
2
,
{\displaystyle dx={\frac {t+1-(t-1)}{(t+1)^{2}}}\;dt={\frac {2\;dt}{(t+1)^{2}}}\;,}
x
2
+
x
+
1
=
(
t
−
1
)
2
(
t
+
1
)
2
+
t
−
1
t
+
1
+
1
=
t
2
−
2
t
+
1
(
t
+
1
)
2
+
t
−
1
t
+
1
+
1
=
(
t
2
−
2
t
+
1
)
+
(
t
+
1
)
(
t
−
1
)
+
(
t
+
1
)
2
(
t
+
1
)
2
=
{\displaystyle x^{2}+x+1={\frac {(t-1)^{2}}{(t+1)^{2}}}+{\frac {t-1}{t+1}}+1={\frac {t^{2}-2t+1}{(t+1)^{2}}}+{\frac {t-1}{t+1}}+1={\frac {(t^{2}-2t+1)+(t+1)(t-1)+(t+1)^{2}}{(t+1)^{2}}}=}
=
(
t
2
−
2
t
+
1
)
+
(
t
2
−
1
)
+
(
t
2
+
2
t
+
1
)
(
t
+
1
)
2
=
3
t
2
+
1
(
t
+
1
)
2
,
{\displaystyle ={\frac {(t^{2}-2t+1)+(t^{2}-1)+(t^{2}+2t+1)}{(t+1)^{2}}}={\frac {3t^{2}+1}{(t+1)^{2}}}\;,}
x
2
−
x
+
1
=
(
t
2
−
2
t
+
1
)
−
(
t
2
−
1
)
+
(
t
2
+
2
t
+
1
)
(
t
+
1
)
2
=
t
2
+
3
(
t
+
1
)
2
.
{\displaystyle x^{2}-x+1={\frac {(t^{2}-2t+1)-(t^{2}-1)+(t^{2}+2t+1)}{(t+1)^{2}}}={\frac {t^{2}+3}{(t+1)^{2}}}\;.}
Nagrinėjamasis integralas virsta šitokiu:
I
=
∫
d
x
(
x
2
−
x
+
1
)
x
2
+
x
+
1
=
∫
1
t
2
+
3
(
t
+
1
)
2
3
t
2
+
1
(
t
+
1
)
2
⋅
2
d
t
(
t
+
1
)
2
=
2
∫
1
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
(
t
+
1
)
2
d
t
=
2
∫
(
t
+
1
)
d
t
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
=
I
1
+
I
2
,
{\displaystyle I=\int {\frac {dx}{(x^{2}-x+1){\sqrt {x^{2}+x+1}}}}=\int {\frac {1}{{\frac {t^{2}+3}{(t+1)^{2}}}{\sqrt {\frac {3t^{2}+1}{(t+1)^{2}}}}}}\cdot {\frac {2\;dt}{(t+1)^{2}}}=2\int {\frac {1}{(t^{2}+3){\sqrt {\frac {3t^{2}+1}{(t+1)^{2}}}}}}\;dt=2\int {\frac {(t+1)dt}{(t^{2}+3){\sqrt {3t^{2}+1}}}}=I_{1}+I_{2},}
jei
I
1
=
2
∫
t
d
t
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
,
I
2
=
2
∫
d
t
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
.
{\displaystyle I_{1}=2\int {\frac {t\;dt}{(t^{2}+3){\sqrt {3t^{2}+1}}}}\;,\quad I_{2}=2\int {\frac {dt}{(t^{2}+3){\sqrt {3t^{2}+1}}}}.}
Integralui
I
1
{\displaystyle I_{1}}
apskaičiuoti naudosime keitinį
u
=
3
t
2
+
1
,
{\displaystyle u={\sqrt {3t^{2}+1}},\;}
o integralui
I
2
{\displaystyle I_{2}}
- keitinį
v
=
3
+
1
t
2
.
{\displaystyle v={\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}}.}
Tada integralui
I
1
{\displaystyle I_{1}}
turime:
u
2
=
3
t
2
+
1
,
u
2
−
1
=
3
t
2
,
t
2
=
u
2
−
1
3
,
{\displaystyle u^{2}=3t^{2}+1,\;u^{2}-1=3t^{2},\;t^{2}={\frac {u^{2}-1}{3}}\;,}
d
(
t
2
)
=
d
(
u
2
−
1
3
)
=
2
u
3
d
u
{\displaystyle d(t^{2})=d{\Big (}{\frac {u^{2}-1}{3}}{\Big )}={\frac {2u}{3}}\;du\;}
ir
I
1
=
2
∫
t
d
t
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
=
2
2
∫
d
(
t
2
)
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
=
∫
2
u
3
d
u
(
u
2
−
1
3
+
3
)
⋅
u
=
2
3
∫
d
u
u
2
−
1
3
+
3
=
{\displaystyle I_{1}=2\int {\frac {t\;dt}{(t^{2}+3){\sqrt {3t^{2}+1}}}}={\frac {2}{2}}\int {\frac {d(t^{2})}{(t^{2}+3){\sqrt {3t^{2}+1}}}}=\int {\frac {{\frac {2u}{3}}\;du}{({\frac {u^{2}-1}{3}}+3)\cdot u}}={\frac {2}{3}}\int {\frac {du}{{\frac {u^{2}-1}{3}}+3}}=}
=
2
3
∫
d
u
u
2
−
1
+
9
3
=
2
∫
d
u
u
2
+
8
=
2
8
arctan
u
8
+
C
=
1
2
arctan
u
8
+
C
=
1
2
arctan
3
t
2
+
1
8
+
C
=
{\displaystyle ={\frac {2}{3}}\int {\frac {du}{\frac {u^{2}-1+9}{3}}}=2\int {\frac {du}{u^{2}+8}}={\frac {2}{\sqrt {8}}}\arctan {\frac {u}{\sqrt {8}}}+C={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\frac {u}{\sqrt {8}}}+C={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\frac {\sqrt {3t^{2}+1}}{\sqrt {8}}}+C=}
=
1
2
arctan
3
(
x
+
1
1
−
x
)
2
+
1
8
+
C
=
1
2
arctan
3
(
x
2
+
2
x
+
1
)
(
1
−
x
)
2
+
1
8
+
C
=
1
2
arctan
3
(
x
2
+
2
x
+
1
)
+
1
−
2
x
+
x
2
(
1
−
x
)
2
8
+
C
=
{\displaystyle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\frac {\sqrt {3({\frac {x+1}{1-x}})^{2}+1}}{\sqrt {8}}}+C={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\frac {\sqrt {{\frac {3(x^{2}+2x+1)}{(1-x)^{2}}}+1}}{\sqrt {8}}}+C={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\frac {\sqrt {\frac {3(x^{2}+2x+1)+1-2x+x^{2}}{(1-x)^{2}}}}{\sqrt {8}}}+C=}
=
1
2
arctan
4
x
2
+
4
x
+
4
8
(
1
−
x
)
2
+
C
=
1
2
arctan
x
2
+
x
+
1
2
(
1
−
x
)
2
+
C
.
{\displaystyle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\sqrt {\frac {4x^{2}+4x+4}{8(1-x)^{2}}}}+C={\frac {1}{\sqrt {2}}}\arctan {\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{2(1-x)^{2}}}}+C.}
O integralui
I
2
{\displaystyle I_{2}}
turime:
v
=
3
+
1
t
2
,
v
2
=
3
+
1
t
2
,
v
2
−
3
=
1
t
2
,
{\displaystyle v={\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}},\;v^{2}=3+{\frac {1}{t^{2}}},\;\;v^{2}-3={\frac {1}{t^{2}}},}
d
(
1
t
2
)
=
d
(
v
2
−
3
)
=
2
v
d
v
;
{\displaystyle d{\Big (}{\frac {1}{t^{2}}}{\Big )}=d(v^{2}-3)=2v\;dv;}
I
2
=
2
∫
d
t
(
t
2
+
3
)
3
t
2
+
1
=
2
∫
d
t
t
2
(
1
+
3
1
t
2
)
t
3
+
1
t
2
=
2
∫
d
t
t
3
(
1
+
3
1
t
2
)
3
+
1
t
2
=
−
2
2
∫
d
(
1
t
2
)
(
1
+
3
1
t
2
)
3
+
1
t
2
=
{\displaystyle I_{2}=2\int {\frac {dt}{(t^{2}+3){\sqrt {3t^{2}+1}}}}=2\int {\frac {dt}{t^{2}(1+3{\frac {1}{t^{2}}})t{\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}}}}=2\int {\frac {\frac {dt}{t^{3}}}{(1+3{\frac {1}{t^{2}}}){\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}}}}=-{2 \over 2}\int {\frac {d({\frac {1}{t^{2}}})}{(1+3{\frac {1}{t^{2}}}){\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}}}}=}
=
−
∫
2
v
d
v
(
1
+
3
(
v
2
−
3
)
)
⋅
v
=
−
2
∫
v
d
v
(
1
+
3
v
2
−
9
)
⋅
v
=
−
2
∫
d
v
3
v
2
−
8
=
−
2
∫
d
v
3
(
v
2
−
8
3
)
.
{\displaystyle =-\int {\frac {2v\;dv}{(1+3(v^{2}-3))\cdot v}}=-2\int {\frac {v\;dv}{(1+3v^{2}-9)\cdot v}}=-2\int {\frac {dv}{3v^{2}-8}}=-2\int {\frac {dv}{3(v^{2}-{\frac {8}{3}})}}.}
Toliau pasinaudosime racionaliųjų funkcijų angliškos Vikipedijos integralų lentele iš čia: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_integrals_of_rational_functions
Mums prireiks šito integralo:
∫
1
x
2
−
a
2
d
x
=
1
2
a
ln
|
x
−
a
x
+
a
|
+
C
=
{
−
1
a
artanh
x
a
+
C
=
1
2
a
ln
a
−
x
a
+
x
+
C
(for
|
x
|
<
|
a
|
)
−
1
a
arcoth
x
a
+
C
=
1
2
a
ln
x
−
a
x
+
a
+
C
(for
|
x
|
>
|
a
|
)
{\displaystyle \int {\frac {1}{x^{2}-a^{2}}}\,dx={\frac {1}{2a}}\ln \left|{\frac {x-a}{x+a}}\right|+C={\begin{cases}\displaystyle -{\frac {1}{a}}\,\operatorname {artanh} {\frac {x}{a}}+C={\frac {1}{2a}}\ln {\frac {a-x}{a+x}}+C&{\text{(for }}|x|<|a|{\mbox{)}}\\[12pt]\displaystyle -{\frac {1}{a}}\,\operatorname {arcoth} {\frac {x}{a}}+C={\frac {1}{2a}}\ln {\frac {x-a}{x+a}}+C&{\text{(for }}|x|>|a|{\mbox{)}}\end{cases}}}
Tada, kai
|
v
|
<
8
3
,
{\displaystyle |v|<{\sqrt {\frac {8}{3}}},}
gauname:
I
2
=
−
2
3
∫
d
v
v
2
−
8
3
=
−
2
3
⋅
1
2
8
3
ln
8
3
−
v
8
3
+
v
+
C
=
−
1
3
⋅
8
ln
8
3
−
v
8
3
+
v
+
C
=
1
2
6
ln
8
3
+
v
8
3
−
v
+
C
=
{\displaystyle I_{2}=-{\frac {2}{3}}\int {\frac {dv}{v^{2}-{\frac {8}{3}}}}=-{\frac {2}{3}}\cdot {\frac {1}{2{\sqrt {\frac {8}{3}}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}-v}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}+v}}+C=-{\frac {1}{{\sqrt {3}}\cdot {\sqrt {8}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}-v}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}+v}}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+v}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-v}}+C=}
=
1
2
6
ln
8
3
+
3
+
1
t
2
8
3
−
3
+
1
t
2
+
C
=
1
2
6
ln
8
3
+
3
+
1
(
x
+
1
1
−
x
)
2
8
3
−
3
+
1
(
x
+
1
1
−
x
)
2
+
C
=
1
2
6
ln
8
3
+
3
+
(
1
−
x
)
2
(
x
+
1
)
2
8
3
−
3
+
(
1
−
x
)
2
(
x
+
1
)
2
+
C
=
{\displaystyle ={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+{\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}}}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-{\sqrt {3+{\frac {1}{t^{2}}}}}}}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+{\sqrt {3+{\frac {1}{({\frac {x+1}{1-x}})^{2}}}}}}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-{\sqrt {3+{\frac {1}{({\frac {x+1}{1-x}})^{2}}}}}}}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+{\sqrt {3+{\frac {(1-x)^{2}}{(x+1)^{2}}}}}}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-{\sqrt {3+{\frac {(1-x)^{2}}{(x+1)^{2}}}}}}}+C=}
=
1
2
6
ln
8
3
+
3
(
x
2
+
2
x
+
1
)
+
(
1
−
2
x
+
x
2
)
(
x
+
1
)
2
8
3
−
3
x
2
+
6
x
+
3
+
(
1
−
2
x
+
x
2
)
(
x
+
1
)
2
+
C
=
1
2
6
ln
8
3
+
4
x
2
+
4
x
+
4
(
x
+
1
)
2
8
3
−
4
x
2
+
4
x
+
4
(
x
+
1
)
2
+
C
=
1
2
6
ln
8
3
+
2
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
8
3
−
2
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
+
C
=
{\displaystyle ={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+{\sqrt {\frac {3(x^{2}+2x+1)+(1-2x+x^{2})}{(x+1)^{2}}}}}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-{\sqrt {\frac {3x^{2}+6x+3+(1-2x+x^{2})}{(x+1)^{2}}}}}}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+{\sqrt {\frac {4x^{2}+4x+4}{(x+1)^{2}}}}}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-{\sqrt {\frac {4x^{2}+4x+4}{(x+1)^{2}}}}}}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {8}{3}}}+2{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}}{{\sqrt {\frac {8}{3}}}-2{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}}}+C=}
=
1
2
6
ln
2
2
3
+
2
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
2
2
3
−
2
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
+
C
=
1
2
6
ln
2
3
+
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
2
3
−
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
+
C
.
{\displaystyle ={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {2{\sqrt {\frac {2}{3}}}+2{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}}{2{\sqrt {\frac {2}{3}}}-2{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}}}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {2}{3}}}+{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}}{{\sqrt {\frac {2}{3}}}-{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}}}+C.}
Tada, kai
|
v
|
>
8
3
,
{\displaystyle |v|>{\sqrt {\frac {8}{3}}},}
gaunasi (skaičiuojant analogiškai):
I
2
=
1
2
6
ln
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
+
2
3
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
−
2
3
+
C
.
{\displaystyle I_{2}={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\frac {{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}+{\sqrt {\frac {2}{3}}}}{{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}-{\sqrt {\frac {2}{3}}}}}+C.}
Na, o [labai seno] vadovelio atsakyme, panašu, kad įsivėlus klaidelė, nes gaunamas toks (truputi kitoks) atsakymas:
I
2
=
−
2
∫
d
v
3
v
2
−
8
=
1
2
6
ln
|
v
+
8
3
v
−
8
3
|
+
C
=
1
2
6
ln
|
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
+
8
3
x
2
+
x
+
1
(
x
+
1
)
2
−
8
3
|
+
C
.
{\displaystyle I_{2}=-2\int {\frac {dv}{3v^{2}-8}}={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\Big |}{\frac {v+{\sqrt {\frac {8}{3}}}}{v-{\sqrt {\frac {8}{3}}}}}{\Big |}+C={\frac {1}{2{\sqrt {6}}}}\ln {\Big |}{\frac {{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}+{\sqrt {\frac {8}{3}}}}{{\sqrt {\frac {x^{2}+x+1}{(x+1)^{2}}}}-{\sqrt {\frac {8}{3}}}}}{\Big |}+C.}
Vadovelio atsakymas skiriasi tuom, kad turi modulio ženklą ir
8
3
{\displaystyle {\sqrt {\frac {8}{3}}}}
tam tikrose vietose vietoj
2
3
.
{\displaystyle {\sqrt {\frac {2}{3}}}.}