由拉格朗日插值公式可推出化有理真分式为部分分式的一般方法。
特别,当
出了将一个有理真分式化为部分分式之和的一般方法。但
乘积,便失去它的实用意义了。对于具有某些特征的有理分式,根据下述原理可以归纳出一些化部分分式的实用方法。
定理1 两个真分式的和或差仍为真分式,或为零。
是真分式。
的次数,所以次数。又因的次数,所以
这个定理的结论很容易推广到三个或三个以上的真分式。
因为一个整式不能恒等于一个真分式,所以只可能有P(x)-
那么这个分式可表示成分别为分母的两个真分式的和,并且这样的表达式是唯一的。
证 因存在整式从而有
得证。
这样的分式化为整式与分式的和。
而有
这个恒等式仅当才能够成立,否则,便导致。但已的次数都低的次数,
分别真分式的和,并且这样的表达式是唯一的。
定义 如果既约多项式,非零多项式
因为最简分式的分母是既约多项式的乘幂,并质,所以最简分式必然是既约真分式。
因为既约多项式是在一定的数域上定义的,所以,一个既约真分式被认为是最简分式也是在一定的数域上来考虑的。例如
在有理数域上是最简分式,在实数域上则不是最简分式。
一个有理真分式如果能表示成最简分式的和,那么和式中的每一个最简分式就是原来那个分式的部分分式。由此可见,将一个有理真分式化为部分分式之和的恒等变形可以考虑为在一定的数域上进行的将这个有理真分式表示成最简分式的和。
证 根据将一个多项式按另一个多项式的乘幂展开的法则,可将幂展开。因次数小于Pn(x)的次数,所以唯一地表示为
次数小,其中也可能有一些是零多项式。于是有
定理5 任何一个有理真分式都能唯一地表示成最简分式的和。
由定理3的推广后的结论可得
式的和。
的次数,那么根据定理4,可将这个真分式化为最简分式的和,从而
在实数范围内,任何多项式都可以分解成一次质因式和二次质因式的积(特殊情况下,可能不含有一次质因式或者二次质因式)。如果把多项式的最高次项的系数提到括号外面,那么这个多项式的一次质因式的一般形式二次质因式的一般形式是因此,一个真分式化为部分分式的情况,就实数域而言可以分成四种类型:
(1)如果分母中含有因式,并且只含有一个,那么对应的部分
(2)如果分母中含有因
这里的
(3)如果分母中含有因式,
(4)如果分母中含有因式,那么对应的部分分式是k个分式:
这里的
解 设
这里的A、B、C都是常数。
因为
解
解 设
如果设
再由
求值,需要解一个五元一次方程组,计算
解
两端的对应项的系数,可得
由这四个等式组成的方程组可解得
于是
解 因数域上都是二次质因式,于是设
如果由上述
如果
即
比较这个恒等式两端的常数项及的系数,可得
如果一个分式的分子多项式的次数小于分母多项式的次数,就称它为真分式。
如果分子多项式的次数不小于分母多项式的次数,就称它为假分式。
如果分式的分子和分母除了常数因子外,没有其它公因式,即互质,则此分式叫做既约分式。
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