将 x2+1x2−1\frac{x^2 + 1}{x^2 - 1} 分解为部分分式。

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完整解法

3

1. Extract the polynomial part since the fraction is improper

x2+1x2−1=x2−1+2x2−1=1+2x2−1\frac{x^2 + 1}{x^2 - 1} = \frac{x^2 - 1 + 2}{x^2 - 1} = 1 + \frac{2}{x^2 - 1}

2. Set up the partial fraction identity for the proper fraction part

Factorise the denominator: x2−1=(x−1)(x+1)x^2 - 1 = (x - 1)(x + 1)
Let 2(x−1)(x+1)=Ax−1+Bx+1\frac{2}{(x - 1)(x + 1)} = \frac{A}{x - 1} + \frac{B}{x + 1}
Multiply by (x−1)(x+1)(x - 1)(x + 1):
2=A(x+1)+B(x−1)2 = A(x + 1) + B(x - 1)

3. Solve for the constants A and B

Let x=1x = 1:
2=A(1+1)  ⟹  2A=2  ⟹  A=12 = A(1 + 1) \implies 2A = 2 \implies A = 1

Let x=−1x = -1:
2=B(−1−1)  ⟹  −2B=2  ⟹  B=−12 = B(-1 - 1) \implies -2B = 2 \implies B = -1

4. Write the final partial fraction expression

x2+1x2−1=1+1x−1−1x+1\frac{x^2 + 1}{x^2 - 1} = 1 + \frac{1}{x - 1} - \frac{1}{x + 1}

答案

1+1x−1−1x+11 + \frac{1}{x - 1} - \frac{1}{x + 1}

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