将 x+7(x2−9)(x−3)\frac{x + 7}{(x^2 - 9)(x - 3)} 表示为 3 个部分分式的和。

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完整解法

3

1. Factorise the denominator completely

The denominator is (x2−9)(x−3)(x^2 - 9)(x - 3).
Since x2−9=(x−3)(x+3)x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3),
(x2−9)(x−3)=(x−3)(x+3)(x−3)=(x−3)2(x+3)(x^2 - 9)(x - 3) = (x - 3)(x + 3)(x - 3) = (x - 3)^2(x + 3).

2. Set up the partial fraction decomposition

Let x+7(x−3)2(x+3)=Ax−3+B(x−3)2+Cx+3\frac{x + 7}{(x - 3)^2(x + 3)} = \frac{A}{x - 3} + \frac{B}{(x - 3)^2} + \frac{C}{x + 3}.
Multiplying throughout by (x−3)2(x+3)(x - 3)^2(x + 3) gives:
x+7=A(x−3)(x+3)+B(x+3)+C(x−3)2x + 7 = A(x - 3)(x + 3) + B(x + 3) + C(x - 3)^2

3. Find the value of $B$ by substituting $x = 3$

Substitute x=3x = 3:
3+7=A(0)+B(3+3)+C(0)3 + 7 = A(0) + B(3 + 3) + C(0)
10=6B10 = 6B
B=53B = \frac{5}{3}

4. Find the value of $C$ by substituting $x = -3$

Substitute x=−3x = -3:
−3+7=A(0)+B(0)+C(−3−3)2-3 + 7 = A(0) + B(0) + C(-3 - 3)^2
4=36C4 = 36C
C=19C = \frac{1}{9}

5. Find the value of $A$ by substituting $x = 0$

Substitute x=0x = 0:
0+7=A(0−3)(0+3)+B(0+3)+C(0−3)20 + 7 = A(0 - 3)(0 + 3) + B(0 + 3) + C(0 - 3)^2
7=−9A+3B+9C7 = -9A + 3B + 9C
7=−9A+3(53)+9(19)7 = -9A + 3\left(\frac{5}{3}\right) + 9\left(\frac{1}{9}\right)
7=−9A+5+17 = -9A + 5 + 1
9A=−19A = -1
A=−19A = -\frac{1}{9}

6. Write the final partial fraction expression

x+7(x2−9)(x−3)=−19(x−3)+53(x−3)2+19(x+3)\frac{x + 7}{(x^2 - 9)(x - 3)} = -\frac{1}{9(x - 3)} + \frac{5}{3(x - 3)^2} + \frac{1}{9(x + 3)}

答案

−19(x−3)+53(x−3)2+19(x+3)-\frac{1}{9(x - 3)} + \frac{5}{3(x - 3)^2} + \frac{1}{9(x + 3)}

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