Найдем интеграл: \int x\ln(1-3x)dx
Решение:
1. найдем первообразную неопределенного интеграла \int x\ln(1-3x)dx
для нахождения интеграла применим формулу интегрирования по частям \int udv = uv - \int vdu. Введем обозначения dv = xdx => v = \frac{x^2}{2}, u = \ln(1-3x) => du = -\frac{3}{1 -3x}dx = \frac{1}{x - \frac{1}{3}}dx.
2.Найдем неопределенный интеграл \int x\ln(1-3x)dx = \frac{x^2}{2} \ln(1-3x) - \int \frac{x^2}{2}\frac{1}{x - \frac{1}{3}}dx = \quad (1)
Найдем интеграл
\int \frac{x^2}{2}\frac{1}{x - \frac{1}{3}}dx =
проведем преобразования подынтегрального выражения. Выделим целую часть дроби
\frac{x^2}{2(x - \frac{1}{3})} = \frac{x^2-\frac{1}{9} + \frac{1}{9}}{2(x - \frac{1}{3})} = в числителе получили формулу разности квадратов
a^2-b^2 = (a+b)(a-b), получаем
\frac{x^2-\frac{1}{9}}{2(x - \frac{1}{3})} + \frac{\frac{1}{9}}{2(x - \frac{1}{3})}= \frac{(x-\frac{1}{3})(x+\frac{1}{3}))}{2(x - \frac{1}{3})} + \frac{1}{18(x - \frac{1}{3})} = \frac{x+\frac{1}{3}}{2} + \frac{1}{18(x - \frac{1}{3})} подставляем в интеграл
= \int (\frac{x+\frac{1}{3}}{2} + \frac{1}{18(x - \frac{1}{3})})dx = \frac{x^2}{4} + \frac{1}{6}x + \frac{1}{18}\ln(x- \frac{1}{3})
Подставляем в (1)
= \frac{x^2}{2} \ln(1-3x) - \frac{x^2}{4} - \frac{1}{6}x - \frac{1}{18}\ln(x- \frac{1}{3})
Ответ:
\int x\ln(1-3x)dx = \frac{x^2}{2} \ln(1-3x) - \frac{x^2}{4} - \frac{1}{6}x - \frac{1}{18}\ln(x- \frac{1}{3})