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Hallo, während meiner Prüfungsvorbereitung komme ich bei folgender Aufgabe nicht weiter und bitte um die Lösung:



Aufgabe 9 (Integralrechnung, Substitution) Berechnen Sie mit Hilfe der Substitutionsregel das bestimmte Integral
\( \int \limits_{1}^{e} \frac{\ln \left(x \cdot e^{x}\right)}{x} d x \)

Tipp: \( \ln \left(x \cdot e^{x}\right)=\ln (x)+\ln \left(e^{x}\right) \)


Vielen Dank im Voraus für die Hilfe.


Liebe Grüße

Sevi

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Was fällt Dir denn zu \(\ln(e^x)\) ein?

2 Antworten

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Beste Antwort

Aloha :)

Die Funktionen \(e^x\) und \(\ln(x)\) sind Umkehrfunktionen zueinander und heben daher ihre Wirkungen gegenseitig auf. Es ist also \(\ln(e^x)=x\) und wir können das Integral umschreiben:$$I=\int\limits_1^e\frac{\ln(x\cdot e^x)}{x}\,dx=\int\limits_1^e\frac{\ln(x)+\overbrace{\ln(e^x)}^{=x}}{x}\,dx=\int\limits_1^e\left(\frac{\ln(x)}{x}+1\right)dx$$

Das Integral über den Bruch ist ein Standardintegral, das du natürlich auswendig kennst:$$\int f'(x)\cdot f(x)\,dx=\frac12\cdot f^2(x)+C$$

Das Integral ist also einfach:$$I=\left[\frac12\ln^2(x)+x\right]_1^e=\left(\frac12+e\right)-\left(0+1\right)=e-\frac12$$

Avatar von 148 k 🚀
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nachdem du Mathhilfs Hinweis beachtet hast bleibt ln(x)*1/x du siehst dass 1/x die Ableitung von ln(x) ist.

lul

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