Riješeni zadatci iz matematike - Grafički fakultet Zagreb

 

Integral s ln(x) na Grafičkom fakultetu


Na Grafičkom fakultetu u Zagrebu je na ispitu iz Matematike 2 bio zadan sljedeći zadatak:

Izračunajte integral \displaystyle\int_0^1 \ln(1+x^2)dx.

Rješenje.

Izračunajmo prvo neodređeni integral; taj se lagano riješi metodom parcijalne integracije.

Stavimo li
\begin{array}{lcl}  u=\ln(1+x^2) & & dv=dx\\[15pt]  \displaystyle du=\frac{2x}{1+x^2}dx & & v=x  \end{array}

po formuli za parcijalnu integraciju \int u\, dv = uv - \int v\, du imamo

\begin{array}{rcl} \displaystyle \int \ln(1+x^2)  &=& \displaystyle x\ln(1+x^2) - 2\int\frac{x^2}{1+x^2}dx\\[15pt]  &=& \displaystyle x\ln(1+x^2) - 2\int\frac{x^2+1-1}{1+x^2}dx\\[15pt]  &=& \displaystyle x\ln(1+x^2) - 2x + 2{\rm arctg}\, x  \end{array}

pa je
\displaystyle\int_0^1 \ln(1+x^2)dx = \left( x\ln(1+x^2) - 2x + 2{\rm arctg}\, x \right)\bigg|_0^1 = \ln 2 - 2 + \frac{\pi}{2}