微积分学示例

$\int x^{2} \ln (| x |) d x$

解题步骤 1

利用公式 $\int u d v = u v - \int v d u$ 来分部求积分，其中 $u = \ln (| x |)$ ， $d v = x^{2}$ 。

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

解题步骤 2

化简。

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解题步骤 2.1

组合 $\frac{1}{3}$ 和 $x^{3}$ 。

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

解题步骤 2.2

组合 $\ln (| x |)$ 和 $\frac{x^{3}}{3}$ 。

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

解题步骤 3

由于 $\frac{1}{3}$ 对于 $x$ 是常数，所以将 $\frac{1}{3}$ 移到积分外。

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

解题步骤 4

化简。

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解题步骤 4.1

组合 $x^{3}$ 和 $\frac{1}{x}$ 。

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

解题步骤 4.2

约去 $x^{3}$ 和 $x$ 的公因数。

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解题步骤 4.2.1

从 $x^{3}$ 中分解出因数 $x$ 。

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - (\frac{1}{3} \int \frac{x \cdot x^{2}}{x} d x)$

解题步骤 4.2.2

约去公因数。

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解题步骤 4.2.2.1

对 $x$ 进行 $1$ 次方运算。

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - (\frac{1}{3} \int \frac{x \cdot x^{2}}{x^{1}} d x)$

解题步骤 4.2.2.2

从 $x^{1}$ 中分解出因数 $x$ 。

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - (\frac{1}{3} \int \frac{x \cdot x^{2}}{x \cdot 1} d x)$

解题步骤 4.2.2.3

约去公因数。

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - (\frac{1}{3} \int \frac{x \cdot x^{2}}{x \cdot 1} d x)$

解题步骤 4.2.2.4

重写表达式。

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - (\frac{1}{3} \int \frac{x^{2}}{1} d x)$

解题步骤 4.2.2.5

用 $x^{2}$ 除以 $1$ 。

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - (\frac{1}{3} \int x^{2} d x)$

$\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - \frac{1}{3} \int x^{2} d x$

解题步骤 5

根据幂法则， $x^{2}$ 对 $x$ 的积分是 $\frac{1}{3} x^{3}$ 。

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

解题步骤 6

化简答案。

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解题步骤 6.1

将 $\frac{\ln (| x |) x^{3}}{3} - \frac{1}{3} (\frac{1}{3} x^{3} + C)$ 重写为 $\frac{1}{3} \ln (| x |) x^{3} - \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{3} x^{3} + C$ 。

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

解题步骤 6.2

化简。

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解题步骤 6.2.1

组合 $\frac{1}{3}$ 和 $\ln (| x |)$ 。

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

解题步骤 6.2.2

组合 $\frac{\ln (| x |)}{3}$ 和 $x^{3}$ 。

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

解题步骤 6.2.3

将 $\frac{1}{3}$ 乘以 $\frac{1}{3}$ 。

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

解题步骤 6.2.4

将 $3$ 乘以 $3$ 。

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

解题步骤 6.3

组合 $x^{3}$ 和 $\frac{1}{9}$ 。

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

解题步骤 6.4

重新排序项。

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

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