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Übung

$\int\frac{1}{\left(5x-1\right)\left(\ln\left(5x-1\right)\right)}dx$

Schritt-für-Schritt-Lösung

1

Wir können das Integral $\int\frac{1}{\left(5x-1\right)\ln\left(5x-1\right)}dx$ lösen, indem wir die Methode der Integration durch Substitution (auch U-Substitution genannt) anwenden. Zunächst müssen wir einen Abschnitt innerhalb des Integrals mit einer neuen Variablen identifizieren (nennen wir sie $u$), die, wenn sie substituiert wird, das Integral einfacher macht. Wir sehen, dass $5x-1$ ein guter Kandidat für die Substitution ist. Definieren wir eine Variable $u$ und weisen sie dem gewählten Teil zu

$u=5x-1$
2

Um nun $dx$ in $du$ umzuschreiben, müssen wir die Ableitung von $u$ finden. Um $du$ zu berechnen, können wir die obige Gleichung ableiten

$du=5dx$
3

Isolieren Sie $dx$ in der vorherigen Gleichung

$dx=\frac{du}{5}$
4

Setzen Sie $u$ und $dx$ in das Integral ein und vereinfachen Sie

$\frac{1}{5}\int\frac{1}{u\ln\left(u\right)}du$
5

Wir können das Integral $\int\frac{1}{u\ln\left(u\right)}du$ lösen, indem wir die Methode der Integration durch Substitution (auch U-Substitution genannt) anwenden. Zunächst müssen wir einen Abschnitt innerhalb des Integrals mit einer neuen Variablen identifizieren (nennen wir sie $v$), die, wenn sie substituiert wird, das Integral einfacher macht. Wir sehen, dass $\ln\left(u\right)$ ein guter Kandidat für die Substitution ist. Definieren wir eine Variable $v$ und weisen sie dem gewählten Teil zu

$v=\ln\left(u\right)$
6

Um nun $du$ in $dv$ umzuschreiben, müssen wir die Ableitung von $v$ finden. Um $dv$ zu berechnen, können wir die obige Gleichung ableiten

$dv=\frac{1}{u}du$
7

Isolieren Sie $du$ in der vorherigen Gleichung

$du=udv$
8

Setzen Sie $v$ und $du$ in das Integral ein und vereinfachen Sie

$\frac{1}{5}\int\frac{1}{v}dv$
9

Wenden Sie die Formel an: $\int\frac{n}{x}dx$$=n\ln\left(x\right)+C$, wobei $x=v$ und $n=1$

$\frac{1}{5}\ln\left|v\right|$
10

Ersetzen Sie $v$ durch den Wert, den wir ihm am Anfang zugewiesen haben: $\ln\left(u\right)$

$\frac{1}{5}\ln\left|\ln\left|u\right|\right|$
11

Ersetzen Sie $u$ durch den Wert, den wir ihm am Anfang zugewiesen haben: $5x-1$

$\frac{1}{5}\ln\left|\ln\left|5x-1\right|\right|$
12

Da das Integral, das wir lösen, ein unbestimmtes Integral ist, müssen wir am Ende der Integration die Integrationskonstante hinzufügen $C$

$\frac{1}{5}\ln\left|\ln\left|5x-1\right|\right|+C_0$

Endgültige Antwort auf das Problem

$\frac{1}{5}\ln\left|\ln\left|5x-1\right|\right|+C_0$

Wie sollte ich dieses Problem lösen?

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  • Weierstrass Substitution
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lim
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