$$$\ln\left(- 5 x\right)$$$の積分

$$$\int \ln\left(- 5 x\right)\, dx$$$ を求めよ。

$$$u=- 5 x$$$ とする。

すると $$$du=\left(- 5 x\right)^{\prime }dx = - 5 dx$$$（手順は»で確認できます）、$$$dx = - \frac{du}{5}$$$ となります。

この積分は次のように書き換えられる

$${\color{red}{\int{\ln{\left(- 5 x \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\left(- \frac{\ln{\left(u \right)}}{5}\right)d u}}}$$

定数倍の法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ を、$$$c=- \frac{1}{5}$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \ln{\left(u \right)}$$$ に対して適用する:

$${\color{red}{\int{\left(- \frac{\ln{\left(u \right)}}{5}\right)d u}}} = {\color{red}{\left(- \frac{\int{\ln{\left(u \right)} d u}}{5}\right)}}$$

積分 $$$\int{\ln{\left(u \right)} d u}$$$ には、部分積分法$$$\int \operatorname{m} \operatorname{dv} = \operatorname{m}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{dm}$$$を用いてください。

$$$\operatorname{m}=\ln{\left(u \right)}$$$ と $$$\operatorname{dv}=du$$$ とする。

したがって、$$$\operatorname{dm}=\left(\ln{\left(u \right)}\right)^{\prime }du=\frac{du}{u}$$$（手順は»を参照）および$$$\operatorname{v}=\int{1 d u}=u$$$（手順は»を参照）。

したがって、

$$- \frac{{\color{red}{\int{\ln{\left(u \right)} d u}}}}{5}=- \frac{{\color{red}{\left(\ln{\left(u \right)} \cdot u-\int{u \cdot \frac{1}{u} d u}\right)}}}{5}=- \frac{{\color{red}{\left(u \ln{\left(u \right)} - \int{1 d u}\right)}}}{5}$$

$$$c=1$$$ に対して定数則 $$$\int c\, du = c u$$$ を適用する:

$$- \frac{u \ln{\left(u \right)}}{5} + \frac{{\color{red}{\int{1 d u}}}}{5} = - \frac{u \ln{\left(u \right)}}{5} + \frac{{\color{red}{u}}}{5}$$

次のことを思い出してください $$$u=- 5 x$$$:

$$\frac{{\color{red}{u}}}{5} - \frac{{\color{red}{u}} \ln{\left({\color{red}{u}} \right)}}{5} = \frac{{\color{red}{\left(- 5 x\right)}}}{5} - \frac{{\color{red}{\left(- 5 x\right)}} \ln{\left({\color{red}{\left(- 5 x\right)}} \right)}}{5}$$

したがって、

$$\int{\ln{\left(- 5 x \right)} d x} = x \ln{\left(- 5 x \right)} - x$$

簡単化せよ:

$$\int{\ln{\left(- 5 x \right)} d x} = x \left(\ln{\left(- x \right)} - 1 + \ln{\left(5 \right)}\right)$$

積分定数を加える:

$$\int{\ln{\left(- 5 x \right)} d x} = x \left(\ln{\left(- x \right)} - 1 + \ln{\left(5 \right)}\right)+C$$

$$$\int \ln\left(- 5 x\right)\, dx = x \left(\ln\left(- x\right) - 1 + \ln\left(5\right)\right) + C$$$A