Ολοκλήρωμα της $$$\ln\left(x \sin{\left(c \right)}\right)$$$ ως προς $$$x$$$

Βρείτε $$$\int \ln\left(x \sin{\left(c \right)}\right)\, dx$$$.

Έστω $$$u=x \sin{\left(c \right)}$$$.

Τότε $$$du=\left(x \sin{\left(c \right)}\right)^{\prime }dx = \sin{\left(c \right)} dx$$$ (τα βήματα παρουσιάζονται »), και έχουμε ότι $$$dx = \frac{du}{\sin{\left(c \right)}}$$$.

Επομένως,

$${\color{red}{\int{\ln{\left(x \sin{\left(c \right)} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\ln{\left(u \right)}}{\sin{\left(c \right)}} d u}}}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασίου $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ με $$$c=\frac{1}{\sin{\left(c \right)}}$$$ και $$$f{\left(u \right)} = \ln{\left(u \right)}$$$:

$${\color{red}{\int{\frac{\ln{\left(u \right)}}{\sin{\left(c \right)}} d u}}} = {\color{red}{\frac{\int{\ln{\left(u \right)} d u}}{\sin{\left(c \right)}}}}$$

Για το ολοκλήρωμα $$$\int{\ln{\left(u \right)} d u}$$$, χρησιμοποιήστε την ολοκλήρωση κατά μέρη $$$\int \operatorname{m} \operatorname{dv} = \operatorname{m}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dm}$$$.

Έστω $$$\operatorname{m}=\ln{\left(u \right)}$$$ και $$$\operatorname{dv}=du$$$.

Τότε $$$\operatorname{dm}=\left(\ln{\left(u \right)}\right)^{\prime }du=\frac{du}{u}$$$ (τα βήματα φαίνονται ») και $$$\operatorname{v}=\int{1 d u}=u$$$ (τα βήματα φαίνονται »).

Επομένως,

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

Εφαρμόστε τον κανόνα της σταθεράς $$$\int c\, du = c u$$$ με $$$c=1$$$:

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

Θυμηθείτε ότι $$$u=x \sin{\left(c \right)}$$$:

$$\frac{- {\color{red}{u}} + {\color{red}{u}} \ln{\left({\color{red}{u}} \right)}}{\sin{\left(c \right)}} = \frac{- {\color{red}{x \sin{\left(c \right)}}} + {\color{red}{x \sin{\left(c \right)}}} \ln{\left({\color{red}{x \sin{\left(c \right)}}} \right)}}{\sin{\left(c \right)}}$$

Επομένως,

$$\int{\ln{\left(x \sin{\left(c \right)} \right)} d x} = \frac{x \ln{\left(x \sin{\left(c \right)} \right)} \sin{\left(c \right)} - x \sin{\left(c \right)}}{\sin{\left(c \right)}}$$

Απλοποιήστε:

$$\int{\ln{\left(x \sin{\left(c \right)} \right)} d x} = x \left(\ln{\left(x \sin{\left(c \right)} \right)} - 1\right)$$

Προσθέστε τη σταθερά ολοκλήρωσης:

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

$$$\int \ln\left(x \sin{\left(c \right)}\right)\, dx = x \left(\ln\left(x \sin{\left(c \right)}\right) - 1\right) + C$$$A