6.8
使用标准方法评估非有理函数的积分较为困难。
考虑一根杆,其线密度以常数线密度、特征长度以及从左侧起算的距离来表示。
目标是求出杆的质量,这需要对该密度函数在杆的长度上进行积分。
立方根使积分变得复杂,因此采用有理化代换会有所帮助。
引入一个新的变量 u,定义为 u 等于 x 的立方根,可将表达式转化为有理形式。由此,x 可表示为 u 的立方,微分 dx 也相应得出。积分限需调整以匹配新变量。
将这些表达式代入积分后,得到一个完全用 u 表示的方程。在作出相应假设后,该积分简化为一个简单的多项式形式。
该变换后的积分更易于处理,且可通过多项式长除法简化所得的有理函数。
将表达式用 u 表示后,代入更新后的积分限进行积分计算,即可得到杆的总质量。
通过这种方式,利用有理化代换求解该积分。
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