Integral von $$$\ln\left(1 - \phi\right)$$$

Bestimme $$$\int \ln\left(1 - \phi\right)\, d\phi$$$.

Sei $$$u=1 - \phi$$$.

Dann $$$du=\left(1 - \phi\right)^{\prime }d\phi = - d\phi$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$d\phi = - du$$$.

Das Integral wird zu

$${\color{red}{\int{\ln{\left(1 - \phi \right)} d \phi}}} = {\color{red}{\int{\left(- \ln{\left(u \right)}\right)d u}}}$$

Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=-1$$$ und $$$f{\left(u \right)} = \ln{\left(u \right)}$$$ an:

$${\color{red}{\int{\left(- \ln{\left(u \right)}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \int{\ln{\left(u \right)} d u}\right)}}$$

Für das Integral $$$\int{\ln{\left(u \right)} d u}$$$ verwenden Sie die partielle Integration $$$\int \operatorname{c} \operatorname{dv} = \operatorname{c}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dc}$$$.

Seien $$$\operatorname{c}=\ln{\left(u \right)}$$$ und $$$\operatorname{dv}=du$$$.

Dann gilt $$$\operatorname{dc}=\left(\ln{\left(u \right)}\right)^{\prime }du=\frac{du}{u}$$$ (Rechenschritte siehe ») und $$$\operatorname{v}=\int{1 d u}=u$$$ (Rechenschritte siehe »).

Das Integral wird zu

$$- {\color{red}{\int{\ln{\left(u \right)} d u}}}=- {\color{red}{\left(\ln{\left(u \right)} \cdot u-\int{u \cdot \frac{1}{u} d u}\right)}}=- {\color{red}{\left(u \ln{\left(u \right)} - \int{1 d u}\right)}}$$

Wenden Sie die Konstantenregel $$$\int c\, du = c u$$$ mit $$$c=1$$$ an:

$$- u \ln{\left(u \right)} + {\color{red}{\int{1 d u}}} = - u \ln{\left(u \right)} + {\color{red}{u}}$$

Zur Erinnerung: $$$u=1 - \phi$$$:

$${\color{red}{u}} - {\color{red}{u}} \ln{\left({\color{red}{u}} \right)} = {\color{red}{\left(1 - \phi\right)}} - {\color{red}{\left(1 - \phi\right)}} \ln{\left({\color{red}{\left(1 - \phi\right)}} \right)}$$

Daher,

$$\int{\ln{\left(1 - \phi \right)} d \phi} = - \phi - \left(1 - \phi\right) \ln{\left(1 - \phi \right)} + 1$$

Vereinfachen:

$$\int{\ln{\left(1 - \phi \right)} d \phi} = \left(\phi - 1\right) \left(\ln{\left(1 - \phi \right)} - 1\right)$$

Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:

$$\int{\ln{\left(1 - \phi \right)} d \phi} = \left(\phi - 1\right) \left(\ln{\left(1 - \phi \right)} - 1\right)+C$$

$$$\int \ln\left(1 - \phi\right)\, d\phi = \left(\phi - 1\right) \left(\ln\left(1 - \phi\right) - 1\right) + C$$$A