Integrale mit der Exponential- und Logarithmusfunktion

Beispiel 15VZ

  1. ∫xne⁡xd⁡x=xne⁡x−n∫xn−1e⁡xd⁡x\int\limits x^n\e^x\d x=x^n\e^x-n\int\limits x^{n-1}\e^x\d x Speziell: ∫xe⁡x d⁡x=xe⁡x−e⁡x\int\limits x\e^x\, \d x=x\e^x-\e^x
  2. ∫ln⁡x dx=x⋅ln⁡x−x\int\limits \ln x\, d x=x\cdot\ln x-x

Herleitung

(i) Anwendung der partiellen Integration mit u(x)=xnu(x)=x^n und v′(x)=e⁡xv'(x)=\e^x.
(ii)

Weg 1 Substitution

Wir substituieren x=e⁡ux=\e^u. Also d⁡x=e⁡u d⁡u\d x=\e^u\, \d u. Damit ergibt sich: ∫ln⁡xd⁡x=∫u⋅e⁡u d⁡u\int\limits \ln x\d x=\int\limits u\cdot \e^u\, \d u =ue⁡u−e⁡u= u\e^u-\e^u, wobei (i) benutzt wurde. Nach der Rücksubstitution u=ln⁡xu=\ln x erhält man die Behauptung.
 
 

Weg 2 Partielle Integration

∫ln⁡(x) dx\int\limits \ln(x)\, dx=∫1⎵=u′(x)⋅ln⁡(x)⎵=v(x) dx =\int\limits \underbrace{1}_{=u'(x)}\cdot\underbrace{\ln (x)}_{=v(x)}\, dx=x⋅ln⁡(x)−∫x⋅1x dx =x\cdot\ln (x)-\int\limits x\cdot\dfrac{1}{x}\, dx =xln⁡x−x+c =x\ln x-x+c

Religion und Mathematik sind nur verschiedene Ausdrucksformen derselben göttlichen Exaktheit.

Kardinal Michael Faulhaber

Copyright- und Lizenzinformationen: Diese Seite ist urheberrechtlich geschützt und darf ohne Genehmigung des Autors nicht weiterverwendet werden.
Anbieterkеnnzeichnung: Mathеpеdιa von Тhοmas Stеιnfеld  • Dοrfplatz 25  •  17237 Blankеnsее  • Tel.: 01734332309 (Vodafone/D2)  •  Email: cο@maτhepedιa.dе