Kako integrirati int x ^ lnx?

Kako integrirati int x ^ lnx?
Anonim

Odgovor:

#int x ^ ln (x) dx = e ^ (- 1/4) sqrtpi / 2erfi (ln (x) +1/2) + C #

Obrazloženje:

Počinjemo s u-zamjenom s # U = u (x) *, Tada ćemo podijeliti s derivatom od # U # integrirati s obzirom na # U #:

# (Du) / dx = 1 / x #

#int x ln (x) dx = int x * x ^ u t

Sada moramo riješiti #x# u smislu # U #:

# U = u (x) *

# X = e ^ u #

d = int e ^ u * (e ^ u) ^ u du = int e ^ (u ^ 2 + u) du # int t

Možete pretpostaviti da to nema elementarni anti-derivat, a vi biste bili u pravu. Međutim, možemo koristiti oblik zamišljene funkcije pogreške, #erfi (x) *:

#erfi (x) = int 2 / sqrtpie ^ (x ^ 2)

Da bismo dobili naš integral u ovaj oblik, možemo imati samo jednu kvadratnu varijablu u eksponentu # E #, tako da moramo dovršiti kvadrat:

# U ^ 2 + = u (u + 1/2) ^ 2 + k #

# U ^ 2 + u = u ^ 2 + u + 1/4 + k #

# K = -1/4 #

# U ^ 2 + = u (u + 1/2) ^ 2-1 / 4 #

#int e ^ (u ^ 2 + u) du = int e ^ ((u + 1/2) ^ 2-1 / 4) du = e ^ (- 1/4) int e ^ (u + 1/2) ^ 2)

Sada možemo uvesti u-zamjenu s # T = u + 1/2 #, Derivacija je pravedna #1#, tako da ne trebamo učiniti ništa posebno integrirati s obzirom na # T #:

#e ^ (- 1/4) int e ^ (t ^ 2) dt = e ^ (- 1/4) * sqrtpi / 2int 2 / sqrtpie ^ (t ^ 2) dt = e ^ (- 1/4) SQRTPI / 2 * erfi (t) + C #

Sada možemo poništiti sve zamjene:

#E ^ (- 1/4) SQRTPI / 2erfi (u + 1/2), C = + e ^ (- 1/4) SQRTPI / 2erfi (ln (x) +1/2) + C #