6.8
비유리 함수를 가진 적분은 표준 방법으로는 평가하기 어렵습니다.
선형 질량 밀도가 일정한 선형 밀도, 특성 길이, 그리고 왼쪽으로부터의 거리로 주어진 막대를 생각해 봅시다.
목표는 막대의 질량을 구하는 것이며, 이를 위해서는 막대 길이에 대한 밀도 함수를 적분해야 합니다.
세제곱근은 적분을 복잡하게 만들기 때문에, 합리화된 치환이 도움이 된다.
새로운 변수 u를 도입하면, u가 x의 세제곱근과 같다고 정의되면, 표현식이 유리 형식으로 변환됩니다. 여기서 x 는 u의 세제곱으로 취할 수 있으며, 미분 dx도 그에 따라 따른다. 통합 한계는 새로운 변수에 맞게 조정됩니다.
이 식들을 적분에 대입하면 완전히 u로 작성된 방정식이 나옵니다. 가정을 한 후, 적분은 단순 다항식 형태로 단순화된다.
이 변환 적분은 더 다루기 쉬우며, 다항식 장나눗셈은 결과 유리 함수를 단순화하는 데 도움을 줍니다.
표현식을 u로 다시 쓴 후, 갱신된 극한으로 적분을 계산하면 막대기의 총 질량이 나옵니다.
이렇게 적분은 합리화 치환을 사용해 풀어진다.
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