1. 真分式标准单根分解
大一工科学生背景
正在完成微积分课后作业中的有理函数积分题目,需要将真分式拆解为对数积分形式。
问题
手动因式分解和遮盖法计算较慢,容易在正负号和待定系数上出错。
如何使用
在分子系数输入框填入“5,3”,在分母系数输入框填入“2,3,1”,点击计算。
分子系数: 5,3
分母系数: 2,3,1
小数位数: 4结果
成功分解出分母根 r = -1 和 r = -2,输出 F(x) = 2/(x + 1) + 1/(x + 2) 并通过残差验证。
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对有理函数 F(x) = N(x)/D(x) 做部分分式分解(分母次数 ≤ 6,分子次数 ≤ 8,假分式自动先做多项式长除):Durand-Kerner 求分母根并按重数/共轭对分组,解多项式系数线性方程组得到 A/(x−r)^j 与 (Bx+C)/((x−α)²+β²) 形式的分解,并在代数探针点做数值残差验证。经典例:(3x+5)/(x²+3x+2) = 2/(x+1) + 1/(x+2);(x³+2x)/(x²+1) = x + x/(x²+1);1/(x(x+1)²) = 1/x − 1/(x+1) − 1/(x+1)²。
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案例
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工具使用指南
部分分式分解计算器用于将有理函数 F(x) = N(x)/D(x) 拆解为标准部分分式之和。工具支持分子最高 8 次、分母最高 6 次的多项式,对假分式自动执行多项式长除法提取多项式部分,通过 Durand-Kerner 算法求解分母根并识别实单根、重根及共轭复根,最终输出待定系数拆解结果与代数探针点数值残差验证。
背景
正在完成微积分课后作业中的有理函数积分题目,需要将真分式拆解为对数积分形式。
问题
手动因式分解和遮盖法计算较慢,容易在正负号和待定系数上出错。
如何使用
在分子系数输入框填入“5,3”,在分母系数输入框填入“2,3,1”,点击计算。
分子系数: 5,3
分母系数: 2,3,1
小数位数: 4结果
成功分解出分母根 r = -1 和 r = -2,输出 F(x) = 2/(x + 1) + 1/(x + 2) 并通过残差验证。
背景
分析电路频域响应时,得到一个分子次数高于分母且分母包含虚根的传递函数表达式。
问题
需要先提取高次项整式,再对剩余的共轭复根二次项进行部分分式化简。
如何使用
分子系数填入“0,2,0,1”(代表 x³ + 2x),分母填入“1,0,1”(代表 x² + 1)。
分子系数: 0,2,0,1
分母系数: 1,0,1
小数位数: 4结果
自动完成长除法得到商 x 与余式 x,并输出最终分解式 x + x/(x² + 1)。
必须按常数项在前的升幂顺序用英文逗号分隔输入,例如 3x + 5 输入为“5,3”,x² + 3x + 2 输入为“2,3,1”。
工具会自动先进行多项式长除法,将假分式拆分为多项式整式部分与真分式部分,再对真分式进行部分分式分解。
包含共轭复根的因式会组合为实系数二次项形式,其分子对应为形如 (Bx + C)/((x−α)² + β²) 的线性多项式。
分母多项式 D(x) 次数支持 1 至 6 次,分子多项式 N(x) 次数支持最高 8 次。
工具会在特定的代数探针点代入原式与分解式计算差值,残差接近 0(如 1e-16)即证明分解结果在数值上完全等价。