\(\begin{align*} \int (ln(x))²dx \end{align*}\)

Connaissances:

  • Changement de variable
    • suivi d'une IPP multiple
  • Intégration par parties directement

 

Changement de variable:
Posonx \(u=lnx \Rightarrow \begin{cases}x=e^u \\ du=1/x.dx \Rightarrow dx = x.du=e^udu \end{cases}\)
\(\begin{align*} I & = \int (ln(x))²dx = \int u².e^u.du\end{align*}\)

  \(D\)   \(I\)
\(+\) \(u²\)   \(e^u\)
    \(\searrow\)  
\(-\) \(2u\)   \(e^u\)
    \(\searrow\)  
\(+\) \(2\)   \(e^u\)
    \(\searrow\)  
\(-\) \(0\) \(\rightarrow\) \(e^u\)

 

\(\begin{align*} I & = \int (ln(x))²dx = \int u².e^u.du \\
& = e^u(u²-2u+2)+C \\
& = e^{lnx}((lnx)²-2lnx+2)+C \\
& = x(ln²x-2lnx+2) +C \end{align*}\)

 

Intégration par parties directe:

  \(D\)   \(I\)
\(+\) \(ln²x\)   \(1\)
    \(\searrow\)  
\(-\) \(2\frac{lnx}{x}\) \(\rightarrow\) \(x\)

\(\begin{align*} I & = \int (ln(x))²dx \\ 
& = x.ln²x-\int 2\frac{lnx}{x} \times x.dx \\
& = x.ln²x-2\int lnx .dx\\
\end{align*}\)

Faisons une 2ème intégration par partie:

  \(D\)   \(I\)
\(+\) \(lnx\)   \(1\)
    \(\searrow\)  
\(-\) \(\frac{1}{x}\) \(\rightarrow\) \(x\)

\(\begin{align*} I & = \int (ln(x))²dx \\ 
&  = x.ln²x-2(xlnx-\int 1 \times dx ) \\ 
&  = x.ln²x-2(xlnx-x) +C \\ 
&  = x. ln²x-2xlnx+2x) +C \\
&  = x(ln²x-2lnx+2) +C
\end{align*}\)

 

\[\boxed {\begin{align*} I &= x(ln²x-2lnx+2) +C(\in \mathbb R)\end{align*}}\]