¿Cómo podemos resolver la fracción parcial de 1 / (s ^ 2-2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)? La respuesta es 1 / 4s [1 / (s ^ 2-2s + 2) – 1 / (s ^ 2 + 2s + 2)].

Es irónico que la respuesta dada sea parcial. Aún debe separar [matemáticas] s [/ matemáticas] y [matemáticas] s ^ 2–2s + 2 [/ matemáticas] así como [matemáticas] s [/ matemáticas] y [matemáticas] s ^ 2 + 2s + 2 [/matemáticas]

Método I

Cuando los factores tienen alguna similitud, podemos hacer algunos ensayos para evitar una solución más larga.

[matemáticas] (s ^ 2–2s + 2) + (s ^ 2 + 2s + 2) = 2s ^ 2 + 4… .. (4) [/ matemáticas]

[matemáticas] (s ^ 2–2s + 2) – (s ^ 2 + 2s + 2) = – 4s …… .. (5) [/ matemáticas]

sumando 2 veces (4) y s veces (5) nos da un constante 8. para que podamos escribir

[matemáticas] \ dfrac {1} {(s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)} = \ dfrac {1} {8} \ dfrac {\ left (2 [(s ^ 2– 2s + 2) + (s ^ 2 + 2s + 2)] + s [(s ^ 2–2s + 2) – (s ^ 2 + 2s + 2)] \ right)} {(s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ dfrac {1} {8} \ dfrac {\ left ((2 + s) (s ^ 2–2s + 2) + (2-s) (s ^ 2–2s + 2) \ right) } {(s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)} [/ math]

[matemáticas] = \ dfrac {(2 + s)} {8 (s ^ 2 + 2s + 2)} + \ dfrac {(2-s)} {8 (s ^ 2-2s + 2)} [/ matemáticas ]

Método II

[matemáticas] \ dfrac {1} {(s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)} = \ dfrac {As + B} {s ^ 2–2s + 2} + \ dfrac {Cs + D} {s ^ 2 + 2s + 2} …… (1) [/ matemáticas]

Para reducir nuestro trabajo podemos usar un truco. Cambiemos s a -s.

[matemáticas] \ dfrac {1} {(s ^ 2 + 2s + 2) (s ^ 2-2s + 2)} = \ dfrac {-As + B} {s ^ 2 + 2s + 2} + \ dfrac { -Cs + D} {s ^ 2-2s + 2}… .. (2) [/ matemáticas]

comparando (1) y (2) C = -A y D = B

Reescribiendo

[matemáticas] \ dfrac {1} {(s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)} = \ dfrac {As + B} {s ^ 2–2s + 2} + \ dfrac {- Como + B} {s ^ 2 + 2s + 2} …… (3) [/ matemáticas]

opción I

Ahora, para encontrar A y B, veamos qué establece el denominador en 0.

[matemáticas] s ^ 2–2s + 2 = 0 s = 1 \ pm i [/ matemáticas]

multipliquemos (1) por [matemáticas] s ^ 2–2s + 2 [/ matemáticas] y establezcamos [matemáticas] s ^ 2–2s + 2 a 0 [/ matemáticas] es decir [matemáticas] s = 1 + i [/ matemáticas]

[matemáticas] A (1 + i) + B = \ dfrac {1} {(s ^ 2 + 2s + 2)} = \ dfrac {1} {(s ^ 2-2s + 2) + 4s} = \ dfrac {1} {(0) +4 (1 + i)} = \ dfrac {1-i} {8} [/ matemáticas]

Comparando ambos lados

A = [matemáticas] \ dfrac {-1} {8} [/ matemáticas] y [matemáticas] A + B = \ dfrac {1} {8} \ a B = \ dfrac {2} {8} [/ matemáticas]

Pero C = -A = [matemáticas] \ dfrac {1} {8} [/ matemáticas] y [matemáticas] D = B = \ dfrac {2} {8} [/ matemáticas]

Opcion II

Si a uno no le gustan los números complejos,

conjunto s = 0 en (3)

[matemáticas] \ dfrac {1} {4} = \ dfrac {B} {2} + \ dfrac {B} {2} \ implica B = \ dfrac {1} {4} [/ matemáticas]

establezca s = 1 en (3) y obtenga A = [matemáticas] \ dfrac {-1} {8} [/ matemáticas]

Finalmente,

[matemáticas] \ boxed {\ dfrac {1} {(s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)} = \ dfrac {-s + 2} {8 (s ^ 2–2s + 2 )} + \ dfrac {s + 2} {8 (s ^ 2 + 2s + 2)}} [/ math]

1 / (s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2). = 4s / 4s (s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2). = 1 / 4s {[(s ^ 2 + 2s + 2) – (s ^ 2–2s + 2)] / (s ^ 2 + 2s + 2) (s ^ 2–2s + 2)} =

1 / 4s {[(s ^ 2 + 2s + 2) / (s ^ 2–2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)] – [(s ^ 2–2s + 2) / (s ^ 2 –2s + 2) (s ^ 2 + 2s + 2)]}

= 1 / 4s {[1 / (s ^ 2–2s + 2)] – [1 / (s ^ 2 + 2s + 2)]}, la respuesta requerida.