Пусть необходимо разложить рациональную функцию ( – многочлены степеней соответственно), являющуюся правильной рациональной дробью ( ), на сумму простейших дробей.
Теорема (о разложении правильной рациональной дроби на простейшие дроби).Пусть знаменатель правильной дроби (5.1) представлен в виде произведения линейных и квадратичных множителей ( – есть -кратный корень уравнения , ).
Тогда рациональную дробь (5.1) можно единственным образом представить в виде суммы простейших дробей:
при этом каждому множителю в разложении знаменателя на множители будет соответствовать сумма -простейших дробей вида
,
а каждому множителю будет соответствовать сумма -простейших дробей вида
.
Теорема 5.1 показывает, какой вид будет иметь правильная рациональная дробь в разложении на простейшие дроби. Коэффициенты , , в разложении будем пока считать неопределенными.
Пример. Разложить рациональную функцию
на простейшие дроби (коэффициенты разложения не вычислять).
Решение:Предварительно заметим, что данная функция является правильной рациональной дробью ( ). Разложим знаменатель = на линейные и квадратичные множители. Итак, , , . Таким образом,
= .
Тогда рациональную функцию можно разложить на сумму простейших дробей следующим образом
= ,
где – некоторые постоянные ( , ).