Wat is de integraal van (ln (xe ^ x)) / x?

Wat is de integraal van (ln (xe ^ x)) / x?
Anonim

Antwoord:

# Int # #ln (xe ^ x) / (x) dx = ln ^ 2 (x) / 2 + x + C #

Uitleg:

Wij zijn gegeven:

# Int # #ln (xe ^ x) / (x) dx #

Gebruik makend van #ln (ab) = ln (a) + ln (b) #:

# = Int # # (ln (x) + ln (e ^ x)) / (x) dx #

Gebruik makend van #ln (a ^ b) = bln (a) #:

# = Int # # (ln (x) + xln (e)) / (x) dx #

Gebruik makend van #ln (e) = 1 #:

# = Int # # (ln (x) + x) / (x) dx #

Splits de breuk (# x / x = 1 #):

# = Int # # (ln (x) / x + 1) dx #

Het scheiden van de gesommeerde integralen:

# = Int # #ln (x) / xdx + int dx #

De tweede integraal is eenvoudig #x + C #, waar # C # is een willekeurige constante. De eerste integraal die we gebruiken # U #substitutie:

Laat #u equiv ln (x) #, Vandaar #du = 1 / x dx #

Gebruik makend van # U #substitutie:

# = int udu + x + C #

Integratie (de willekeurige constante # C # kan de willekeurige constante van de eerste onbepaalde integraal absorberen:

# = u ^ 2/2 + x + C #

Vervangen in termen van #X#:

# = ln ^ 2 (x) / 2 + x + C #

Antwoord:

#int ln (xe ^ x) / x dx = ln ^ 2 (x) / 2 + x + C #

Uitleg:

We beginnen met de volgende logaritmische identiteit:

#ln (ab) = ln (a) + ln (b) #

Als we dit toepassen op de integraal, krijgen we:

#int (ln (xe ^ x)) / x dx = int ln (x) / x + ln (e ^ x) / x dx = #

# = int ln (x) / x + x / x dx = int ln (x) / x + 1 dx = int ln (x) / x dx + x #

Om de resterende integraal te evalueren, gebruiken we integratie door delen:

#int f (x) g '(x) dx = f (x) g (x) -int f' (x) g (x) dx #

ik zal laten #f (x) = ln (x) # en #G '(x) = 1 / x #. We kunnen dat dan berekenen:

#f '(x) = 1 / x # en #G (x) = ln (x) #

We kunnen dan de integratie door delenformule toepassen om:

#int ln (x) / x dx = ln (x) * ln (x) -int ln (x) / x dx #

Omdat we de integraal aan beide zijden van het gelijkteken hebben, kunnen we het als een vergelijking oplossen:

# 2int ln (x) / x dx = ln ^ 2 (x) #

#int ln (x) / x dx = ln ^ 2 (x) / 2 + C #

Terug in de originele uitdrukking, krijgen we ons laatste antwoord:

#int ln (xe ^ x) / x dx = ln ^ 2 (x) / 2 + x + C #