Intégrale de $$$2 \sin{\left(\ln\left(x\right) \right)}$$$

Déterminez $$$\int 2 \sin{\left(\ln\left(x\right) \right)}\, dx$$$.

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ avec $$$c=2$$$ et $$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}$$$ :

$${\color{red}{\int{2 \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}}} = {\color{red}{\left(2 \int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}\right)}}$$

Pour l’intégrale $$$\int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}$$$, utilisez l’intégration par parties $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Soient $$$\operatorname{u}=\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}$$$ et $$$\operatorname{dv}=dx$$$.

Donc $$$\operatorname{du}=\left(\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}}{x} dx$$$ (les étapes peuvent être consultées ») et $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (les étapes peuvent être consultées »).

L’intégrale devient

$$2 {\color{red}{\int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}}}=2 {\color{red}{\left(\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} \cdot x-\int{x \cdot \frac{\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}}{x} d x}\right)}}=2 {\color{red}{\left(x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - \int{\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}\right)}}$$

Pour l’intégrale $$$\int{\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}$$$, utilisez l’intégration par parties $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Soient $$$\operatorname{u}=\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}$$$ et $$$\operatorname{dv}=dx$$$.

Donc $$$\operatorname{du}=\left(\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)^{\prime }dx=- \frac{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}}{x} dx$$$ (les étapes peuvent être consultées ») et $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (les étapes peuvent être consultées »).

L’intégrale peut être réécrite sous la forme

$$2 x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 {\color{red}{\int{\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}}}=2 x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 {\color{red}{\left(\cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} \cdot x-\int{x \cdot \left(- \frac{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}}{x}\right) d x}\right)}}=2 x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 {\color{red}{\left(x \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - \int{\left(- \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)d x}\right)}}$$

Appliquez la règle du facteur constant $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ avec $$$c=-1$$$ et $$$f{\left(x \right)} = \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}$$$ :

$$2 x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 x \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} + 2 {\color{red}{\int{\left(- \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)d x}}} = 2 x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 x \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} + 2 {\color{red}{\left(- \int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}\right)}}$$

Nous obtenons une intégrale que nous avons déjà vue.

Ainsi, nous avons obtenu l’équation simple suivante concernant l’intégrale :

$$2 \int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x} = 2 x \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 x \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - 2 \int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}$$

En résolvant, on obtient que

$$\int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x} = \frac{x \left(\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)}{2}$$

Par conséquent,

$$2 {\color{red}{\int{\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x}}} = 2 {\color{red}{\left(\frac{x \left(\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)}{2}\right)}}$$

Par conséquent,

$$\int{2 \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x} = x \left(\sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} - \cos{\left(\ln{\left(x \right)} \right)}\right)$$

Simplifier:

$$\int{2 \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x} = - \sqrt{2} x \cos{\left(\ln{\left(x \right)} + \frac{\pi}{4} \right)}$$

Ajouter la constante d'intégration :

$$\int{2 \sin{\left(\ln{\left(x \right)} \right)} d x} = - \sqrt{2} x \cos{\left(\ln{\left(x \right)} + \frac{\pi}{4} \right)}+C$$

$$$\int 2 \sin{\left(\ln\left(x\right) \right)}\, dx = - \sqrt{2} x \cos{\left(\ln\left(x\right) + \frac{\pi}{4} \right)} + C$$$A