二項微分式是說,當a,b為實數,而p,q,r為有理數時,我們把x^p (a+b x^q)^r dx稱為二項微分式。
在微分學里,對初等函式求導還得到初等函式,但積分就不同,雖然只要是幾乎處處連續的函式都是黎曼可積的,但是有很多看似簡單的函式求積分,結果就不能用初等函式表達出來,如∫ sin x / x dx等等。
在對二項微分式積分時,如果有b=0,r=0,a=0等等類似情況,它可以迅速解決,這些“平凡情況”我們不詳細討論。
在可積出的情況下,令t = x^q,再根據情況令u =(a+b t)^(1/n)或者u =((a+b t)/t)^(1/n)之類變換即可做出來。(這裡n是r的分母)。
牛頓確認了,當r,(p+1)/q,r+(p+1)/q三者之一為整數時,此式可以積出,即其積分是初等函式。
後來,切比雪夫證明了,當r,(p+1)/q,r+(p+1)/q三者都不是整數時,該式不能積出,即不能用初等函式表示該積分。
利用這個知識可以確定一些積分是否能積出。例如:∫(sin x)^p (cos x)^q dx,這裡p,q是有理數,利用換元t=sin x可知,它為初等函式的條件是(1+p)/2,(1+q)/2,(p+q)/2之一為整數.
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