Integralen av $$$\frac{x}{\ln\left(x\right)}$$$

Bestäm $$$\int \frac{x}{\ln\left(x\right)}\, dx$$$.

Låt $$$u=\ln{\left(x \right)}$$$ vara.

Då $$$du=\left(\ln{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{x}$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$\frac{dx}{x} = du$$$.

Alltså,

$${\color{red}{\int{\frac{x}{\ln{\left(x \right)}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{e^{2 u}}{u} d u}}}$$

Låt $$$v=2 u$$$ vara.

Då $$$dv=\left(2 u\right)^{\prime }du = 2 du$$$ (stegen kan ses »), och vi har att $$$du = \frac{dv}{2}$$$.

Integralen blir

$${\color{red}{\int{\frac{e^{2 u}}{u} d u}}} = {\color{red}{\int{\frac{e^{v}}{v} d v}}}$$

Denna integral (Exponentialintegralen) har ingen sluten form:

$${\color{red}{\int{\frac{e^{v}}{v} d v}}} = {\color{red}{\operatorname{Ei}{\left(v \right)}}}$$

Kom ihåg att $$$v=2 u$$$:

$$\operatorname{Ei}{\left({\color{red}{v}} \right)} = \operatorname{Ei}{\left({\color{red}{\left(2 u\right)}} \right)}$$

Kom ihåg att $$$u=\ln{\left(x \right)}$$$:

$$\operatorname{Ei}{\left(2 {\color{red}{u}} \right)} = \operatorname{Ei}{\left(2 {\color{red}{\ln{\left(x \right)}}} \right)}$$

Alltså,

$$\int{\frac{x}{\ln{\left(x \right)}} d x} = \operatorname{Ei}{\left(2 \ln{\left(x \right)} \right)}$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\frac{x}{\ln{\left(x \right)}} d x} = \operatorname{Ei}{\left(2 \ln{\left(x \right)} \right)}+C$$

$$$\int \frac{x}{\ln\left(x\right)}\, dx = \operatorname{Ei}{\left(2 \ln\left(x\right) \right)} + C$$$A