Интеграл -log(1-x) (dx)

Преподаватель очень удивится увидев твоё верное решение 😼

d

↑ Введите нижнюю границу интеграла и верхнюю границу интеграла b, подинтегральную функцию f(x) - смотрите пример

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

    Решение

    Вы ввели [src]
      1               
      /               
     |                
     |  -log(1 - x) dx
     |                
    /                 
    0                 
    01log(x+1)dx\int_{0}^{1} - \log{\left (- x + 1 \right )}\, dx
    Подробное решение
    1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

      log(x+1)dx=log(x+1)dx\int - \log{\left (- x + 1 \right )}\, dx = - \int \log{\left (- x + 1 \right )}\, dx

      1. Есть несколько способов вычислить этот интеграл.

        Метод #1

        1. пусть u=x+1u = - x + 1.

          Тогда пусть du=dxdu = - dx и подставим du- du:

          log(u)du\int \log{\left (u \right )}\, du

          1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

            log(u)du=log(u)du\int \log{\left (u \right )}\, du = - \int \log{\left (u \right )}\, du

            1. Используем интегрирование по частям:

              udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

              пусть u(u)=log(u)u{\left (u \right )} = \log{\left (u \right )} и пусть dv(u)=1\operatorname{dv}{\left (u \right )} = 1 dx.

              Затем du(u)=1u\operatorname{du}{\left (u \right )} = \frac{1}{u} dx.

              Чтобы найти v(u)v{\left (u \right )}:

              1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

                1du=u\int 1\, du = u

              Теперь решаем под-интеграл.

            2. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

              1du=u\int 1\, du = u

            Таким образом, результат будет: ulog(u)+u- u \log{\left (u \right )} + u

          Если сейчас заменить uu ещё в:

          x(x+1)log(x+1)+1- x - \left(- x + 1\right) \log{\left (- x + 1 \right )} + 1

        Метод #2

        1. Используем интегрирование по частям:

          udv=uvvdu\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}

          пусть u(x)=log(x+1)u{\left (x \right )} = \log{\left (- x + 1 \right )} и пусть dv(x)=1\operatorname{dv}{\left (x \right )} = 1 dx.

          Затем du(x)=1x+1\operatorname{du}{\left (x \right )} = - \frac{1}{- x + 1} dx.

          Чтобы найти v(x)v{\left (x \right )}:

          1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

            1dx=x\int 1\, dx = x

          Теперь решаем под-интеграл.

        2. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

          xx+1dx=xx+1dx\int - \frac{x}{- x + 1}\, dx = - \int \frac{x}{- x + 1}\, dx

          1. Перепишите подынтегральное выражение:

            xx+1=11x1\frac{x}{- x + 1} = -1 - \frac{1}{x - 1}

          2. Интегрируем почленно:

            1. Интеграл от константы есть эта константа, умноженная на переменную интегрирования:

              1dx=x\int -1\, dx = - x

            1. Интеграл от произведения функции на константу есть эта константа на интеграл от данной функции:

              1x1dx=1x1dx\int - \frac{1}{x - 1}\, dx = - \int \frac{1}{x - 1}\, dx

              1. пусть u=x1u = x - 1.

                Тогда пусть du=dxdu = dx и подставим dudu:

                1udu\int \frac{1}{u}\, du

                1. Интеграл 1u\frac{1}{u} есть log(u)\log{\left (u \right )}.

                Если сейчас заменить uu ещё в:

                log(x1)\log{\left (x - 1 \right )}

              Таким образом, результат будет: log(x1)- \log{\left (x - 1 \right )}

            Результат есть: xlog(x1)- x - \log{\left (x - 1 \right )}

          Таким образом, результат будет: x+log(x1)x + \log{\left (x - 1 \right )}

      Таким образом, результат будет: x+(x+1)log(x+1)1x + \left(- x + 1\right) \log{\left (- x + 1 \right )} - 1

    2. Теперь упростить:

      x(x1)log(x+1)1x - \left(x - 1\right) \log{\left (- x + 1 \right )} - 1

    3. Добавляем постоянную интегрирования:

      x(x1)log(x+1)1+constantx - \left(x - 1\right) \log{\left (- x + 1 \right )} - 1+ \mathrm{constant}


    Ответ:

    x(x1)log(x+1)1+constantx - \left(x - 1\right) \log{\left (- x + 1 \right )} - 1+ \mathrm{constant}

    График
    02468-8-6-4-2-10105-5
    Ответ [src]
      1                            
      /                            
     |                             
     |  -log(1 - x) dx = 1 - 2*pi*I
     |                             
    /                              
    0                              
    11
    Численный ответ [src]
    1.0
    Ответ (Неопределённый) [src]
      /                                                
     |                                                 
     | -log(1 - x) dx = -1 + C + x + (1 - x)*log(1 - x)
     |                                                 
    /                                                  
    x+log(1x)(1x)1x+\log \left(1-x\right)\,\left(1-x\right)-1