Интеграл x*log(x-1) (dx)

Преподаватель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

d

↑ Введите нижнюю границу интеграла и верхнюю границу интеграла b, подинтегральную функцию f(x) - смотрите пример

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

    Решение

    Вы ввели [src]
      1                
      /                
     |                 
     |  x*log(x - 1) dx
     |                 
    /                  
    0                  
    01xlog(x1)dx\int_{0}^{1} x \log{\left (x - 1 \right )}\, dx
    Подробное решение
    1. Используем интегрирование по частям:

      udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

      пусть u(x)=log(x1)u{\left (x \right )} = \log{\left (x - 1 \right )} и пусть dv(x)=x\operatorname{dv}{\left (x \right )} = x dx.

      Затем du(x)=1x1\operatorname{du}{\left (x \right )} = \frac{1}{x - 1} dx.

      Чтобы найти v(x)v{\left (x \right )}:

      1. Интеграл xnx^{n} есть xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1}:

        xdx=x22\int x\, dx = \frac{x^{2}}{2}

      Теперь решаем под-интеграл.

    2. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

      x22x2dx=12x2x1dx\int \frac{x^{2}}{2 x - 2}\, dx = \frac{1}{2} \int \frac{x^{2}}{x - 1}\, dx

      1. Перепишите подынтегральное выражение:

        x2x1=x+1+1x1\frac{x^{2}}{x - 1} = x + 1 + \frac{1}{x - 1}

      2. Интегрируем почленно:

        1. Интеграл xnx^{n} есть xn+1n+1\frac{x^{n + 1}}{n + 1}:

          xdx=x22\int x\, dx = \frac{x^{2}}{2}

        1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

          1dx=x\int 1\, dx = x

        1. пусть u=x1u = x - 1.

          Тогда пусть du=dxdu = dx и подставим dudu:

          1udu\int \frac{1}{u}\, du

          1. Интеграл 1u\frac{1}{u} есть log(u)\log{\left (u \right )}.

          Если сейчас заменить uu ещё в:

          log(x1)\log{\left (x - 1 \right )}

        Результат есть: x22+x+log(x1)\frac{x^{2}}{2} + x + \log{\left (x - 1 \right )}

      Таким образом, результат будет: x24+x2+12log(x1)\frac{x^{2}}{4} + \frac{x}{2} + \frac{1}{2} \log{\left (x - 1 \right )}

    3. Теперь упростить:

      x22log(x1)x24x212log(x1)\frac{x^{2}}{2} \log{\left (x - 1 \right )} - \frac{x^{2}}{4} - \frac{x}{2} - \frac{1}{2} \log{\left (x - 1 \right )}

    4. Добавляем постоянную интегрирования:

      x22log(x1)x24x212log(x1)+constant\frac{x^{2}}{2} \log{\left (x - 1 \right )} - \frac{x^{2}}{4} - \frac{x}{2} - \frac{1}{2} \log{\left (x - 1 \right )}+ \mathrm{constant}


    Ответ:

    x22log(x1)x24x212log(x1)+constant\frac{x^{2}}{2} \log{\left (x - 1 \right )} - \frac{x^{2}}{4} - \frac{x}{2} - \frac{1}{2} \log{\left (x - 1 \right )}+ \mathrm{constant}

    График
    02468-8-6-4-2-1010-100100
    Ответ [src]
      1                             
      /                             
     |                      3   pi*I
     |  x*log(x - 1) dx = - - + ----
     |                      4    2  
    /                               
    0                               
    2log(1)34{{2\,\log \left(-1\right)-3}\over{4}}
    Численный ответ [src]
    (-0.75 + 1.5707963267949j)
    Ответ (Неопределённый) [src]
      /                                         2    2           
     |                       x   log(-1 + x)   x    x *log(x - 1)
     | x*log(x - 1) dx = C - - - ----------- - -- + -------------
     |                       2        2        4          2      
    /                                                            
    log(x1)x22x2+2x2+log(x1)2{{\log \left(x-1\right)\,x^2}\over{2}}-{{{{x^2+2\,x}\over{2}}+\log \left(x-1\right)}\over{2}}