$$$\frac{\ln\left(x\right)}{5}$$$の積分
入力内容
$$$\int \frac{\ln\left(x\right)}{5}\, dx$$$ を求めよ。
解答
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\frac{1}{5}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = \ln{\left(x \right)}$$$ に対して適用する:
$${\color{red}{\int{\frac{\ln{\left(x \right)}}{5} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{\int{\ln{\left(x \right)} d x}}{5}\right)}}$$
積分 $$$\int{\ln{\left(x \right)} d x}$$$ には、部分積分法$$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$を用いてください。
$$$\operatorname{u}=\ln{\left(x \right)}$$$ と $$$\operatorname{dv}=dx$$$ とする。
したがって、$$$\operatorname{du}=\left(\ln{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{dx}{x}$$$(手順は»を参照)および$$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$(手順は»を参照)。
したがって、
$$\frac{{\color{red}{\int{\ln{\left(x \right)} d x}}}}{5}=\frac{{\color{red}{\left(\ln{\left(x \right)} \cdot x-\int{x \cdot \frac{1}{x} d x}\right)}}}{5}=\frac{{\color{red}{\left(x \ln{\left(x \right)} - \int{1 d x}\right)}}}{5}$$
$$$c=1$$$ に対して定数則 $$$\int c\, dx = c x$$$ を適用する:
$$\frac{x \ln{\left(x \right)}}{5} - \frac{{\color{red}{\int{1 d x}}}}{5} = \frac{x \ln{\left(x \right)}}{5} - \frac{{\color{red}{x}}}{5}$$
したがって、
$$\int{\frac{\ln{\left(x \right)}}{5} d x} = \frac{x \ln{\left(x \right)}}{5} - \frac{x}{5}$$
簡単化せよ:
$$\int{\frac{\ln{\left(x \right)}}{5} d x} = \frac{x \left(\ln{\left(x \right)} - 1\right)}{5}$$
積分定数を加える:
$$\int{\frac{\ln{\left(x \right)}}{5} d x} = \frac{x \left(\ln{\left(x \right)} - 1\right)}{5}+C$$
解答
$$$\int \frac{\ln\left(x\right)}{5}\, dx = \frac{x \left(\ln\left(x\right) - 1\right)}{5} + C$$$A