微分積分例

$\int \frac{\ln (x)}{x^{4}} d x$

ステップ 1

指数の基本法則を当てはめます。

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ステップ 1.1

$x^{4}$ を $- 1$ 乗して分母の外に移動させます。

$\int \ln (x) {(x^{4})}^{- 1} d x$

ステップ 1.2

${(x^{4})}^{- 1}$ の指数を掛けます。

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ステップ 1.2.1

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$\int \ln (x) x^{4 \cdot - 1} d x$

ステップ 1.2.2

$4$ に $- 1$ をかけます。

$\int \ln (x) x^{- 4} d x$

ステップ 2

$u = \ln (x)$ と $d v = x^{- 4}$ ならば、公式 $\int u d v = u v - \int v d u$ を利用して部分積分します。

$\ln (x) (- \frac{1}{3 x^{3}}) - \int - \frac{1}{3 x^{3}} \cdot \frac{1}{x} d x$

ステップ 3

簡約します。

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ステップ 3.1

$\ln (x)$ と $\frac{1}{3 x^{3}}$ をまとめます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \int - \frac{1}{3 x^{3}} \cdot \frac{1}{x} d x$

ステップ 3.2

$\frac{1}{x}$ に $\frac{1}{3 x^{3}}$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \int - \frac{1}{x (3 x^{3})} d x$

ステップ 3.3

$x$ を $1$ 乗します。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \int - \frac{1}{3 (x^{1} x^{3})} d x$

ステップ 3.4

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \int - \frac{1}{3 x^{1 + 3}} d x$

ステップ 3.5

$1$ と $3$ をたし算します。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \int - \frac{1}{3 x^{4}} d x$

ステップ 4

$- 1$ は $x$ に対して定数なので、 $- 1$ を積分の外に移動させます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - - \int \frac{1}{3 x^{4}} d x$

ステップ 5

簡約します。

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ステップ 5.1

$- 1$ に $- 1$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + 1 \int \frac{1}{3 x^{4}} d x$

ステップ 5.2

$\int \frac{1}{3 x^{4}} d x$ に $1$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \int \frac{1}{3 x^{4}} d x$

ステップ 6

$\frac{1}{3}$ は $x$ に対して定数なので、 $\frac{1}{3}$ を積分の外に移動させます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} \int \frac{1}{x^{4}} d x$

ステップ 7

指数の基本法則を当てはめます。

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ステップ 7.1

$x^{4}$ を $- 1$ 乗して分母の外に移動させます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} \int {(x^{4})}^{- 1} d x$

ステップ 7.2

${(x^{4})}^{- 1}$ の指数を掛けます。

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ステップ 7.2.1

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} \int x^{4 \cdot - 1} d x$

ステップ 7.2.2

$4$ に $- 1$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} \int x^{- 4} d x$

ステップ 8

べき乗則では、 $x^{- 4}$ の $x$ に関する積分は $- \frac{1}{3} x^{- 3}$ です。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} (- \frac{1}{3} x^{- 3} + C)$

ステップ 9

答えを簡約します。

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ステップ 9.1

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} (- \frac{1}{3} x^{- 3} + C)$ を $- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} (- \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{x^{3}}) + C$ に書き換えます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} (- \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{x^{3}}) + C$

ステップ 9.2

簡約します。

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ステップ 9.2.1

$\frac{1}{x^{3}}$ に $\frac{1}{3}$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} (- \frac{1}{x^{3} \cdot 3}) + C$

ステップ 9.2.2

$3$ を $x^{3}$ の左に移動させます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} + \frac{1}{3} (- \frac{1}{3 \cdot x^{3}}) + C$

ステップ 9.2.3

$\frac{1}{3}$ に $\frac{1}{3 x^{3}}$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \frac{1}{3 (3 x^{3})} + C$

ステップ 9.2.4

$3$ に $3$ をかけます。

$- \frac{\ln (x)}{3 x^{3}} - \frac{1}{9 x^{3}} + C$

微分積分 例

微分積分例