미적분 예제

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

단계 1

해당 적분은 치환적분으로 풀 수 없습니다. Mathway에서 다른 방법을 사용합니다.

단계 2

$u = \ln (x)$ 이고 $d v = x^{3}$ 일 때 $\int u d v = u v - \int v d u$ 공식을 이용하여 부분 적분합니다.

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

단계 3

간단히 합니다.

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단계 3.1

$\frac{1}{4}$ 와 $x^{4}$ 을 묶습니다.

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

단계 3.2

$\ln (x)$ 와 $\frac{x^{4}}{4}$ 을 묶습니다.

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

단계 4

$\frac{1}{4}$ 은 $x$ 에 대해 상수이므로, $\frac{1}{4}$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

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

단계 5

간단히 합니다.

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단계 5.1

$x^{4}$ 와 $\frac{1}{x}$ 을 묶습니다.

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

단계 5.2

$x^{4}$ 및 $x$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 5.2.1

$x^{4}$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

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

단계 5.2.2

공약수로 약분합니다.

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단계 5.2.2.1

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

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

단계 5.2.2.2

$x^{1}$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

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

단계 5.2.2.3

공약수로 약분합니다.

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

단계 5.2.2.4

수식을 다시 씁니다.

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

단계 5.2.2.5

$x^{3}$ 을 $1$ 로 나눕니다.

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

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

단계 6

멱의 법칙에 의해 $x^{3}$ 를 $x$ 에 대해 적분하면 $\frac{1}{4} x^{4}$ 가 됩니다.

$\frac{\ln (x) x^{4}}{4} - \frac{1}{4} (\frac{1}{4} x^{4} + C)$

단계 7

답을 간단히 합니다.

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단계 7.1

$\frac{\ln (x) x^{4}}{4} - \frac{1}{4} (\frac{1}{4} x^{4} + C)$ 을 $\frac{1}{4} \ln (x) x^{4} - \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{4} x^{4} + C$ 로 바꿔 씁니다.

$\frac{1}{4} \ln (x) x^{4} - \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{4} x^{4} + C$

단계 7.2

간단히 합니다.

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단계 7.2.1

$\frac{1}{4}$ 와 $\ln (x)$ 을 묶습니다.

$\frac{\ln (x)}{4} x^{4} - \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{4} x^{4} + C$

단계 7.2.2

$\frac{\ln (x)}{4}$ 와 $x^{4}$ 을 묶습니다.

$\frac{\ln (x) x^{4}}{4} - \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{4} x^{4} + C$

단계 7.2.3

$\frac{1}{4}$ 에 $\frac{1}{4}$ 을 곱합니다.

$\frac{\ln (x) x^{4}}{4} - \frac{1}{4 \cdot 4} x^{4} + C$

단계 7.2.4

$4$ 에 $4$ 을 곱합니다.

$\frac{\ln (x) x^{4}}{4} - \frac{1}{16} x^{4} + C$

$\frac{1}{4} \ln (x) x^{4} - \frac{1}{16} x^{4} + C$