$$$\ln\left(x \sqrt{x^{21}}\right)$$$ 的积分

求$$$\int \ln\left(x \sqrt{x^{21}}\right)\, dx$$$。

输入已重写为：$$$\int{\ln{\left(x \sqrt{x^{21}} \right)} d x}=\int{\frac{23 \ln{\left(x \right)}}{2} d x}$$$。

对 $$$c=\frac{23}{2}$$$ 和 $$$f{\left(x \right)} = \ln{\left(x \right)}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$：

$${\color{red}{\int{\frac{23 \ln{\left(x \right)}}{2} d x}}} = {\color{red}{\left(\frac{23 \int{\ln{\left(x \right)} d x}}{2}\right)}}$$

对于积分$$$\int{\ln{\left(x \right)} d x}$$$，使用分部积分法$$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$。

设 $$$\operatorname{u}=\ln{\left(x \right)}$$$ 和 $$$\operatorname{dv}=dx$$$。

则 $$$\operatorname{du}=\left(\ln{\left(x \right)}\right)^{\prime }dx=\frac{dx}{x}$$$ (步骤见 »)，并且 $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (步骤见 »)。

积分变为

$$\frac{23 {\color{red}{\int{\ln{\left(x \right)} d x}}}}{2}=\frac{23 {\color{red}{\left(\ln{\left(x \right)} \cdot x-\int{x \cdot \frac{1}{x} d x}\right)}}}{2}=\frac{23 {\color{red}{\left(x \ln{\left(x \right)} - \int{1 d x}\right)}}}{2}$$

应用常数法则 $$$\int c\, dx = c x$$$，使用 $$$c=1$$$：

$$\frac{23 x \ln{\left(x \right)}}{2} - \frac{23 {\color{red}{\int{1 d x}}}}{2} = \frac{23 x \ln{\left(x \right)}}{2} - \frac{23 {\color{red}{x}}}{2}$$

因此，

$$\int{\frac{23 \ln{\left(x \right)}}{2} d x} = \frac{23 x \ln{\left(x \right)}}{2} - \frac{23 x}{2}$$

化简：

$$\int{\frac{23 \ln{\left(x \right)}}{2} d x} = \frac{23 x \left(\ln{\left(x \right)} - 1\right)}{2}$$

加上积分常数：

$$\int{\frac{23 \ln{\left(x \right)}}{2} d x} = \frac{23 x \left(\ln{\left(x \right)} - 1\right)}{2}+C$$

$$$\int \ln\left(x \sqrt{x^{21}}\right)\, dx = \frac{23 x \left(\ln\left(x\right) - 1\right)}{2} + C$$$A