Hvad er integralet af (ln (xe ^ x)) / x?

Hvad er integralet af (ln (xe ^ x)) / x?
Anonim

Svar:

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

Forklaring:

Vi får:

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

Ved brug af #ln (ab) = ln (a) + ln (b) #:

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

Ved brug af #ln (a ^ b) = bln (a) #:

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

Ved brug af #ln (e) = 1 #:

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

Opdeling af fraktionen (# x / x = 1 #):

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

At adskille de opsummerede integraler:

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

Det andet integral er simpelthen #x + C #, hvor # C # er en vilkårlig konstant. Det første integral, vi bruger # U #substitution:

Lade #u equiv ln (x) #derfor #du = 1 / x dx #

Ved brug af # U #substitution:

# = int udu + x + C #

Integration (den vilkårlig konstant # C # kan absorbere den vilkårlig konstant af det første ubestemte integral:

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

Udskiftning i forhold til #x#:

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

Svar:

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

Forklaring:

Vi begynder med at bruge følgende logaritme identitet:

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

Ved at anvende dette til integralet får vi:

#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 #

For at evaluere det resterende integral bruger vi integration af dele:

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

Jeg vil lade #F (x) = ln (x) # og #g '(x) = 1 / x #. Vi kan derefter beregne det:

#F '(x) = 1 / x # og #g (x) = ln (x) #

Vi kan så anvende integrationen med delformel for at få:

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

Da vi har integreret på begge sider af ligestegnet, kan vi løse det som en ligning:

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

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

Plugging tilbage til det oprindelige udtryk, får vi vores endelige svar:

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