第三步:分解真分式

我们设 表示前述四种基本分母之一。那么因式分解分母之后有:

因此我们可以把真分式分解为四种基本类型的部分分式:

对于第3、4种部分分式,我们注有“ 不可再分解”,因为如果可以再分解,那就可以拆分成第1、2种情况了,例如:

接下来,我们证明以上四种分式,特别是第2、4种分式,可以再进一步分解为更简单的、可积分的分式之和。

第一种分式

第一种分式

首先,对于分母为 的式子:

显然, 应是一个常数,因为如果它包含有一个 ,那么这个式子就不是个真分式(其实不会出现这种情况),就可以用分式除法继续化简为 的形式:

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第二种分式

第二种分式

对于分母为 的式子:

同样,分子应当是一个常数。因为如果分子包含有 ,就必定存在一个假分式因子,该假分式因子可以通过除式除法进一步化简:

现在,我们说一个真分式:

它可以进一步化简为以下几个分式之和:

因为它是一个真分式,所以 中的 的最高次幂必然是小于 的。我们上面已经讲了如果 的形式。我们来看 时:

无论 是多少次幂(小于 k)的多项式,都可以通过这种方式计算,从而分解为:


我们也可以使用“进制”的思想来理解这一点。不感兴趣的可以不看。

首先,一个有理真分数大于0小于1,即:, , 为整数。它可以表示成一个小数。例如 。我们的问题就变成怎么把它表示成

先拿,变成:

,变成:

,变成:

因为这个真分数小于1,因此必然位之前停下来。

我们把这个步骤重复在中,我们可以把它看成,即它是 (x+a)进制的,小数点后位上的数是

我们使,变成:

重复这个过程,如果位上,值为

这个过程最多可以再进行一步,并停止在位置上。计算

表示为十进制即:

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第三种分式

第三种分式

对于分母是的式子:

显然应该是一个一次多项式或常数,即可以为0,此时是一个常数)。

因为如果中包含或更高次幂的,那么它就不是一个真分式(其实不会出现这种情况),因此可以通过分式除法,对其进一步化简为 ,例如:

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第四种分式

第四种分式

第四种分式:

同理,应该一个一次多项式或常数,即可以为0,此时为常数的情况)。

因为如果中包含或更高次幂的,那么必然有个假分式因子,该假分式因子可以通过分式除法进一步化简:

接下来的叙述跟第二种分式中的是一样的,我们说一个真分式:

可以分解为以下分式之和:

它的证明跟第二种分式中的是一样的。我们这里不再赘述,两者的不同之处在于,在第二种分式中,,根据分式除法,它的余式是一个常数,所以第二种分式分解后的所有分式分子是一个常数。但是在这里第四种分式中,因为分母是一个二次多项式,根据分式除法,,它的余式是,这就是为什么这里所有分式分子形如


使用“进制”的思想,理解这一点,跟第二种分式中叙述的是一样的。不再赘述。


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分解出来的四种部分分式

到这里,我们可以确定,一个真分式可以化简为以下四种部分分式之和:
第一种分式
第二种分式
第三种分式
第四种分式

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最终分解规则

分解出来的四种部分分式

到这里,我们可以确定,一个真分式可以化简为以下四种部分分式之和:
第一种分式
第二种分式
第三种分式
第四种分式

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经过上面的讨论,我们可以知道,一个真分式经过因式分解之后:

一,如果包含有这种因式,那么分解后有一个的部分分式

二,如果包含有这种因式,那么分解后有

三,如果包含有这种因式,那么分解后有一个的部分分式

四,如果包含有这种因式,那么分解后有有一个

例如:

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