Un caso importante di integrazione é costituito dalla integrazione di funzioni razionali.
Consideriamo ad esempio la funzione
dove e sono polinomi in con di grado 2 o 1, ed il relativo integrale
Risolvere l'integrale (2) significa provare a scomporre la funzione (1) nella somma di funzioni di facile calcolo.
Innanzitutto se ad esempio é il grado del polinomio ed é maggiore o uguale al grado del polinomio possiamo dividere i polinomi, otterremo pertanto
con di grado e di grado inferiore ad , in tal caso possiamo riscrivere la (2) così:
ed essendo un polinomio é risolvibile il primo integrale, quindi dobbiamo occuparci dell'integrale
A questo punto possono verificari diverse condizioni, come descritto di seguito.
Caso 1) Il polinomio H(x) è di primo grado
Se é di primo grado abbiamo e poiché ha grado inferiore ad , ne risulta che può essere solo una costante, diciamo . Quindi
che è di facile risoluzione, infatti
Caso 2) Il polinomio H(x) è di secondo grado
Se é quindi un polinomio di secondo grado, il che implica che , dovendo essere di grado inferiore ad , é di grado .
Pertanto, possiamo scrivere
A questo punto si possono verificare diversi casi.
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Se risulta essere la derivata del denominatore per la regola 2 della tabella degli integrali immediati abbiamo:
Nel caso ciò non accada possono verificarsi tre possibilità:
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Se
il trinomio possiede due zeri reali e e può scomporsi in allora l'integrale (4) può essere scritto così:
poniamo ora
trovati i valori delle costanti con semplici passaggi algebrici l'integrale é risolto e la soluzione sarà del tipo:
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Se allora può essere che il numeratore di é uguale ad 1, nel qual caso esso l’integrale diventa
essendo il trinomio a denominatore ha due radici complesse coniugate, chiamiamole e che ci consentono di scrivere
quindi andando a sostituire il trinomio a denominatore con quanto appena scritto, otteniamo
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Se quindi é la radice doppia del trinomio. Avremo, pertanto, al denominatore il termine e l’integrale si presenta così
che é risolto immediatamente sia se il numeratore é una costante sia se il numeratore é la derivata del denominatore.
Se il numeratore è un polinomio di primo grado e non è la derivata del denominatore, può essere cambiato nella somma di una costante idonea e della derivata del denominatore e così risolvibile.