Aus Online Mathematik Brückenkurs 2

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	'''Methode 1''' (partielle Integration)		'''Methode 1''' (partielle Integration)
-	Am ersten Anblich scheint es unmöglich partielle Integration auszuführen. Der Trick ist dass wir den Integrand als den Produkt	+	Am ersten Anblich scheint es unmöglich partielle Integration auszuführen. Der Trick ist, dass wir den Integrand als den Produkt
-	{{Abgesetzte Formel||<math>1\centerdot \ln x\,\textrm{.}</math>}}	+	{{Abgesetzte Formel||<math>1\cdot \ln x\,\textrm{.}</math>}}
-	betrachten, und den 1:er integrieren, und <math>\ln x</math> ableiten,	+	betrachten, den 1:er integrieren und <math>\ln x</math> ableiten,
	{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}		{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
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	{{Abgesetzte Formel||<math>du = (\ln x)'\,dx = \frac{1}{x}\,dx</math>}}		{{Abgesetzte Formel||<math>du = (\ln x)'\,dx = \frac{1}{x}\,dx</math>}}
-	und nachdem <math>u = \ln x</math>, ist <math>x=e^u</math>und dadurch erhalten wir	+	und nachdem <math>u = \ln x</math>, ist <math>x=e^u</math> und dadurch erhalten wir
	{{Abgesetzte Formel||<math>du = \frac{1}{e^u}\,dx\quad\Leftrightarrow\quad dx = e^u\,du\,\textrm{.}</math>}}		{{Abgesetzte Formel||<math>du = \frac{1}{e^u}\,dx\quad\Leftrightarrow\quad dx = e^u\,du\,\textrm{.}</math>}}

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Version vom 11:22, 22. Aug. 2009

Wir werden das Problem mit zwei verschiedenen Methode lösen.

Methode 1 (partielle Integration)

Am ersten Anblich scheint es unmöglich partielle Integration auszuführen. Der Trick ist, dass wir den Integrand als den Produkt

\displaystyle 1\cdot \ln x\,\textrm{.}

betrachten, den 1:er integrieren und \displaystyle \ln x ableiten,

\displaystyle \begin{align} \int 1\cdot\ln x\,dx &= x\cdot\ln x - \int x\cdot\frac{1}{x}\,dx\\[5pt] &= x\cdot\ln x - \int 1\,dx\\[5pt] &= x\cdot\ln x - x + C\,\textrm{.} \end{align}

Methode 2 (Substitution und partielle Integration)

Wir substituieren \displaystyle u=\ln x\,. So erhalten wir das Verhältnis

\displaystyle du = (\ln x)'\,dx = \frac{1}{x}\,dx

und nachdem \displaystyle u = \ln x, ist \displaystyle x=e^u und dadurch erhalten wir

\displaystyle du = \frac{1}{e^u}\,dx\quad\Leftrightarrow\quad dx = e^u\,du\,\textrm{.}

Also haben wir

\displaystyle \begin{align} \int \ln x\,dx = \left\{\begin{align} u &= \ln x\\[5pt] dx &= e^u\,du \end{align}\right\} = \int ue^u\,du\,\textrm{.} \end{align}

Dieses Integral berechnen wir durch partielle Intagration,

\displaystyle \begin{align} \int u\cdot e^u\,du &= u\cdot e^u - \int 1\cdot e^u\,du\\[5pt] &= ue^u - \int e^u\,du\\[5pt] &= ue^u - e^u + C\\[5pt] &= (u-1)e^u + C\,, \end{align}

und wir erhalten

\displaystyle \begin{align} \int \ln x\,dx &= (\ln x-1)e^{\ln x} + C\\[5pt] &= (\ln x-1)x + C\,\textrm{.} \end{align}