Sr Examen

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Integral de 1/x(lnx-1)^3 dx

Límites de integración:

interior superior
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
 oo                 
  /                 
 |                  
 |              3   
 |  (log(x) - 1)    
 |  ------------- dx
 |        x         
 |                  
/                   
E                   
e(log(x)1)3xdx\int\limits_{e}^{\infty} \frac{\left(\log{\left(x \right)} - 1\right)^{3}}{x}\, dx
Integral((log(x) - 1)^3/x, (x, E, oo))
Solución detallada
  1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

    Método #1

    1. que u=1xu = \frac{1}{x}.

      Luego que du=dxx2du = - \frac{dx}{x^{2}} y ponemos du- du:

      (log(1u)33log(1u)2+3log(1u)1u)du\int \left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2} + 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)} - 1}{u}\right)\, du

      1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

        log(1u)33log(1u)2+3log(1u)1udu=log(1u)33log(1u)2+3log(1u)1udu\int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2} + 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)} - 1}{u}\, du = - \int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2} + 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)} - 1}{u}\, du

        1. que u=1uu = \frac{1}{u}.

          Luego que du=duu2du = - \frac{du}{u^{2}} y ponemos du- du:

          (log(u)33log(u)2+3log(u)1u)du\int \left(- \frac{\log{\left(u \right)}^{3} - 3 \log{\left(u \right)}^{2} + 3 \log{\left(u \right)} - 1}{u}\right)\, du

          1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            log(u)33log(u)2+3log(u)1udu=log(u)33log(u)2+3log(u)1udu\int \frac{\log{\left(u \right)}^{3} - 3 \log{\left(u \right)}^{2} + 3 \log{\left(u \right)} - 1}{u}\, du = - \int \frac{\log{\left(u \right)}^{3} - 3 \log{\left(u \right)}^{2} + 3 \log{\left(u \right)} - 1}{u}\, du

            1. que u=log(u)u = \log{\left(u \right)}.

              Luego que du=duudu = \frac{du}{u} y ponemos dudu:

              (u33u2+3u1)du\int \left(u^{3} - 3 u^{2} + 3 u - 1\right)\, du

              1. Integramos término a término:

                1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                  u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

                1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

                  (3u2)du=3u2du\int \left(- 3 u^{2}\right)\, du = - 3 \int u^{2}\, du

                  1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                    u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

                  Por lo tanto, el resultado es: u3- u^{3}

                1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

                  3udu=3udu\int 3 u\, du = 3 \int u\, du

                  1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                    udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

                  Por lo tanto, el resultado es: 3u22\frac{3 u^{2}}{2}

                1. La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:

                  (1)du=u\int \left(-1\right)\, du = - u

                El resultado es: u44u3+3u22u\frac{u^{4}}{4} - u^{3} + \frac{3 u^{2}}{2} - u

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(u)44log(u)3+3log(u)22log(u)\frac{\log{\left(u \right)}^{4}}{4} - \log{\left(u \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(u \right)}^{2}}{2} - \log{\left(u \right)}

            Por lo tanto, el resultado es: log(u)44+log(u)33log(u)22+log(u)- \frac{\log{\left(u \right)}^{4}}{4} + \log{\left(u \right)}^{3} - \frac{3 \log{\left(u \right)}^{2}}{2} + \log{\left(u \right)}

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(u)44log(u)33log(u)22log(u)- \frac{\log{\left(u \right)}^{4}}{4} - \log{\left(u \right)}^{3} - \frac{3 \log{\left(u \right)}^{2}}{2} - \log{\left(u \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: log(u)44+log(u)3+3log(u)22+log(u)\frac{\log{\left(u \right)}^{4}}{4} + \log{\left(u \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(u \right)}^{2}}{2} + \log{\left(u \right)}

      Si ahora sustituir uu más en:

      log(x)44log(x)3+3log(x)22log(x)\frac{\log{\left(x \right)}^{4}}{4} - \log{\left(x \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{2} - \log{\left(x \right)}

    Método #2

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (log(x)1)3x=log(x)33log(x)2+3log(x)1x\frac{\left(\log{\left(x \right)} - 1\right)^{3}}{x} = \frac{\log{\left(x \right)}^{3} - 3 \log{\left(x \right)}^{2} + 3 \log{\left(x \right)} - 1}{x}

    2. que u=1xu = \frac{1}{x}.

      Luego que du=dxx2du = - \frac{dx}{x^{2}} y ponemos du- du:

      (log(1u)33log(1u)2+3log(1u)1u)du\int \left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2} + 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)} - 1}{u}\right)\, du

      1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

        log(1u)33log(1u)2+3log(1u)1udu=log(1u)33log(1u)2+3log(1u)1udu\int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2} + 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)} - 1}{u}\, du = - \int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2} + 3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)} - 1}{u}\, du

        1. que u=log(1u)u = \log{\left(\frac{1}{u} \right)}.

          Luego que du=duudu = - \frac{du}{u} y ponemos dudu:

          (u3+3u23u+1)du\int \left(- u^{3} + 3 u^{2} - 3 u + 1\right)\, du

          1. Integramos término a término:

            1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

              (u3)du=u3du\int \left(- u^{3}\right)\, du = - \int u^{3}\, du

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

              Por lo tanto, el resultado es: u44- \frac{u^{4}}{4}

            1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

              3u2du=3u2du\int 3 u^{2}\, du = 3 \int u^{2}\, du

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

              Por lo tanto, el resultado es: u3u^{3}

            1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

              (3u)du=3udu\int \left(- 3 u\right)\, du = - 3 \int u\, du

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

              Por lo tanto, el resultado es: 3u22- \frac{3 u^{2}}{2}

            1. La integral de las constantes tienen esta constante multiplicada por la variable de integración:

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

            El resultado es: u44+u33u22+u- \frac{u^{4}}{4} + u^{3} - \frac{3 u^{2}}{2} + u

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(1u)44+log(1u)33log(1u)22+log(1u)- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{4}}{4} + \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} - \frac{3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{2} + \log{\left(\frac{1}{u} \right)}

        Por lo tanto, el resultado es: log(1u)44log(1u)3+3log(1u)22log(1u)\frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{4}}{4} - \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{2} - \log{\left(\frac{1}{u} \right)}

      Si ahora sustituir uu más en:

      log(x)44log(x)3+3log(x)22log(x)\frac{\log{\left(x \right)}^{4}}{4} - \log{\left(x \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{2} - \log{\left(x \right)}

    Método #3

    1. Vuelva a escribir el integrando:

      (log(x)1)3x=log(x)3x3log(x)2x+3log(x)x1x\frac{\left(\log{\left(x \right)} - 1\right)^{3}}{x} = \frac{\log{\left(x \right)}^{3}}{x} - \frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{x} + \frac{3 \log{\left(x \right)}}{x} - \frac{1}{x}

    2. Integramos término a término:

      1. que u=1xu = \frac{1}{x}.

        Luego que du=dxx2du = - \frac{dx}{x^{2}} y ponemos du- du:

        (log(1u)3u)du\int \left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3}}{u}\right)\, du

        1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

          log(1u)3udu=log(1u)3udu\int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3}}{u}\, du = - \int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3}}{u}\, du

          1. que u=log(1u)u = \log{\left(\frac{1}{u} \right)}.

            Luego que du=duudu = - \frac{du}{u} y ponemos du- du:

            (u3)du\int \left(- u^{3}\right)\, du

            1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

              u3du=u3du\int u^{3}\, du = - \int u^{3}\, du

              1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                u3du=u44\int u^{3}\, du = \frac{u^{4}}{4}

              Por lo tanto, el resultado es: u44- \frac{u^{4}}{4}

            Si ahora sustituir uu más en:

            log(1u)44- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{4}}{4}

          Por lo tanto, el resultado es: log(1u)44\frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{4}}{4}

        Si ahora sustituir uu más en:

        log(x)44\frac{\log{\left(x \right)}^{4}}{4}

      1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

        (3log(x)2x)dx=3log(x)2xdx\int \left(- \frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{x}\right)\, dx = - 3 \int \frac{\log{\left(x \right)}^{2}}{x}\, dx

        1. que u=1xu = \frac{1}{x}.

          Luego que du=dxx2du = - \frac{dx}{x^{2}} y ponemos du- du:

          (log(1u)2u)du\int \left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{u}\right)\, du

          1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            log(1u)2udu=log(1u)2udu\int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{u}\, du = - \int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{u}\, du

            1. que u=log(1u)u = \log{\left(\frac{1}{u} \right)}.

              Luego que du=duudu = - \frac{du}{u} y ponemos du- du:

              (u2)du\int \left(- u^{2}\right)\, du

              1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

                u2du=u2du\int u^{2}\, du = - \int u^{2}\, du

                1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                  u2du=u33\int u^{2}\, du = \frac{u^{3}}{3}

                Por lo tanto, el resultado es: u33- \frac{u^{3}}{3}

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(1u)33- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3}}{3}

            Por lo tanto, el resultado es: log(1u)33\frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{3}}{3}

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x)33\frac{\log{\left(x \right)}^{3}}{3}

        Por lo tanto, el resultado es: log(x)3- \log{\left(x \right)}^{3}

      1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

        3log(x)xdx=3log(x)xdx\int \frac{3 \log{\left(x \right)}}{x}\, dx = 3 \int \frac{\log{\left(x \right)}}{x}\, dx

        1. que u=1xu = \frac{1}{x}.

          Luego que du=dxx2du = - \frac{dx}{x^{2}} y ponemos du- du:

          (log(1u)u)du\int \left(- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}}{u}\right)\, du

          1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

            log(1u)udu=log(1u)udu\int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}}{u}\, du = - \int \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}}{u}\, du

            1. que u=log(1u)u = \log{\left(\frac{1}{u} \right)}.

              Luego que du=duudu = - \frac{du}{u} y ponemos du- du:

              (u)du\int \left(- u\right)\, du

              1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

                udu=udu\int u\, du = - \int u\, du

                1. Integral unu^{n} es un+1n+1\frac{u^{n + 1}}{n + 1} when n1n \neq -1:

                  udu=u22\int u\, du = \frac{u^{2}}{2}

                Por lo tanto, el resultado es: u22- \frac{u^{2}}{2}

              Si ahora sustituir uu más en:

              log(1u)22- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{2}

            Por lo tanto, el resultado es: log(1u)22\frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}^{2}}{2}

          Si ahora sustituir uu más en:

          log(x)22\frac{\log{\left(x \right)}^{2}}{2}

        Por lo tanto, el resultado es: 3log(x)22\frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{2}

      1. La integral del producto de una función por una constante es la constante por la integral de esta función:

        (1x)dx=1xdx\int \left(- \frac{1}{x}\right)\, dx = - \int \frac{1}{x}\, dx

        1. Integral 1x\frac{1}{x} es log(x)\log{\left(x \right)}.

        Por lo tanto, el resultado es: log(x)- \log{\left(x \right)}

      El resultado es: log(x)44log(x)3+3log(x)22log(x)\frac{\log{\left(x \right)}^{4}}{4} - \log{\left(x \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{2} - \log{\left(x \right)}

  2. Ahora simplificar:

    (log(x)34log(x)2+6log(x)4)log(x)4\frac{\left(\log{\left(x \right)}^{3} - 4 \log{\left(x \right)}^{2} + 6 \log{\left(x \right)} - 4\right) \log{\left(x \right)}}{4}

  3. Añadimos la constante de integración:

    (log(x)34log(x)2+6log(x)4)log(x)4+constant\frac{\left(\log{\left(x \right)}^{3} - 4 \log{\left(x \right)}^{2} + 6 \log{\left(x \right)} - 4\right) \log{\left(x \right)}}{4}+ \mathrm{constant}


Respuesta:

(log(x)34log(x)2+6log(x)4)log(x)4+constant\frac{\left(\log{\left(x \right)}^{3} - 4 \log{\left(x \right)}^{2} + 6 \log{\left(x \right)} - 4\right) \log{\left(x \right)}}{4}+ \mathrm{constant}

Respuesta (Indefinida) [src]
  /                                                             
 |                                                              
 |             3                                4           2   
 | (log(x) - 1)              3               log (x)   3*log (x)
 | ------------- dx = C - log (x) - log(x) + ------- + ---------
 |       x                                      4          2    
 |                                                              
/                                                               
(log(x)1)3xdx=C+log(x)44log(x)3+3log(x)22log(x)\int \frac{\left(\log{\left(x \right)} - 1\right)^{3}}{x}\, dx = C + \frac{\log{\left(x \right)}^{4}}{4} - \log{\left(x \right)}^{3} + \frac{3 \log{\left(x \right)}^{2}}{2} - \log{\left(x \right)}
Gráfica
2.71902.72002.72102.72202.72302.72402.72502.72602.72702.7280-0.500.25
Respuesta [src]
oo
\infty
=
=
oo
\infty
oo

    Estos ejemplos se pueden aplicar para introducción de los límites de integración inferior y superior.