Integral de (3x*lnx)/x dx

1. Hay varias maneras de calcular esta integral.

   Método #1

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

      Luego que $du = \frac{dx}{x}$ y ponemos $3 du$:

      $\int 3 u e^{u}\, du$

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

         $\int u e^{u}\, du = 3 \int u e^{u}\, du$

         1. Usamos la integración por partes:

            $\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$

            que $u{\left(u \right)} = u$ y que $\operatorname{dv}{\left(u \right)} = e^{u}$.

            Entonces $\operatorname{du}{\left(u \right)} = 1$.

            Para buscar $v{\left(u \right)}$:

            1. La integral de la función exponencial es la mesma.

               $\int e^{u}\, du = e^{u}$

            Ahora resolvemos podintegral.

         2. La integral de la función exponencial es la mesma.

            $\int e^{u}\, du = e^{u}$

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

      Si ahora sustituir $u$ más en:

      $3 x \log{\left(x \right)} - 3 x$

   Método #2

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

      Luego que $du = - \frac{dx}{x^{2}}$ y ponemos $- 3 du$:

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

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

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

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

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

            $\int \left(- u e^{u}\right)\, du$

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

               $\int u e^{u}\, du = - \int u e^{u}\, du$

               1. Usamos la integración por partes:

                  $\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$

                  que $u{\left(u \right)} = u$ y que $\operatorname{dv}{\left(u \right)} = e^{u}$.

                  Entonces $\operatorname{du}{\left(u \right)} = 1$.

                  Para buscar $v{\left(u \right)}$:

                  1. La integral de la función exponencial es la mesma.

                     $\int e^{u}\, du = e^{u}$

                  Ahora resolvemos podintegral.

               2. La integral de la función exponencial es la mesma.

                  $\int e^{u}\, du = e^{u}$

               Por lo tanto, el resultado es: $- u e^{u} + e^{u}$

            Si ahora sustituir $u$ más en:

            $- \frac{\log{\left(\frac{1}{u} \right)}}{u} + \frac{1}{u}$

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

      Si ahora sustituir $u$ más en:

      $3 x \log{\left(x \right)} - 3 x$

2. Ahora simplificar:

   $3 x \left(\log{\left(x \right)} - 1\right)$

3. Añadimos la constante de integración:

   $3 x \left(\log{\left(x \right)} - 1\right)+ \mathrm{constant}$

Respuesta:

$3 x \left(\log{\left(x \right)} - 1\right)+ \mathrm{constant}$