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Aufgabe:

Wie lautet die Stammfunktion von (ln(\( \frac{x}{2} \)))2 . Ist es möglich dies mit partieller Integration zu lösen, wenn ja wie? Vielen Dank!

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Aloha :)

Willkommen in der Mathelounge... \o/

Du kannst zwei Mal partiell ableiten...

Die erste partielle Ableitung sieht so aus:

$$\int\underbrace{1}_{=u'}\cdot\underbrace{\ln^2\left(\frac x2\right)}_{=v}\,dx=\underbrace{x}_{=u}\cdot\underbrace{\ln^2\left(\frac x2\right)}_{=v}-\int\underbrace{x}_{=u}\cdot\underbrace{\overbrace{2\ln\left(\frac x2\right)}^{\text{Abl. } (\cdots)^2}\cdot\overbrace{\frac{1}{\frac x2}}^{\text{Abl. }\ln(\cdots)}\cdot\overbrace{\frac 12}^{\text{Abl. } \frac x2}}_{=v'}\,dx\implies$$$$\int\ln^2\left(\frac x2\right)=x\ln^2\left(\frac x2\right)\pink-\int2\ln\left(\frac x2\right)dx$$

Die zweite partielle Ableitung sieht so aus:

$$\int\underbrace{2}_{=u'}\cdot\underbrace{\ln\left(\frac x2\right)}_{=v}\,dx=\underbrace{2x}_{=u}\cdot\underbrace{\ln\left(\frac x2\right)}_{=v}\,dx-\int\underbrace{2x}_{=u}\cdot\underbrace{\overbrace{\frac{1}{\frac x2}}^{\text{Abl. }\ln(\frac x2)}\cdot\overbrace{\frac12}^{\text{Abl. }\frac x2}}_{=v'}\,dx\implies$$$$\int2\ln\left(\frac x2\right)=2x\ln\left(\frac x2\right)-\int2\,dx=2x\ln\left(\frac x2\right)-2x+\text{const}$$

Wir setzen die Lösung zusammen und beachten dabei das \(\pink{\text{Minuszeichen}}\) oben:$$\int\ln^2\left(\frac x2\right)\,dx=x\ln^2\left(\frac x2\right)-2x\ln\left(\frac x2\right)+2x+\text{const}$$

Avatar von 152 k 🚀

Alternativ kannst du auch (ln(x/2))^2 = ln(x/2)*ln(x/2) = u'*v benutzen.

Hatte ich auch zuerst überlegt, dann muss man aber im ersten Schritt das Integral von \(\ln(\frac x2)\) kennen. Deswegen habe ich mich für die angegebene Lösung entschieden.

Vielen Dank für die Antwort, sie hat mir sehr geholfen und ich konnte es endlich verstehen und die Aufgabe lösen :)

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