Question Number 162297 by mathmax by abdo last updated on 28/Dec/21
$$\mathrm{find}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)\mathrm{ln}\left(\mathrm{1}+\mathrm{x}\right)\mathrm{dx} \\ $$
Answered by Lordose last updated on 28/Dec/21
$$ \\ $$$$\Omega\:=\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}+\mathrm{x}\right)\mathrm{dx}\:\overset{\mathrm{x}=\mathrm{1}−\mathrm{u}} {=}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \mathrm{log}\left(\mathrm{u}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{2}−\mathrm{u}\right)\mathrm{du} \\ $$$$\Omega\:=\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \mathrm{log}\left(\mathrm{u}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{u}}{\mathrm{2}}\right)\right)\mathrm{du}\:=\:\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \mathrm{log}\left(\mathrm{u}\right)\:+\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \mathrm{log}\left(\mathrm{u}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{u}}{\mathrm{2}}\right)\mathrm{du} \\ $$$$\Omega\:=\:−\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\Phi \\ $$$$\Phi\:=\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \mathrm{log}\left(\mathrm{u}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\frac{\mathrm{u}}{\mathrm{2}}\right)\mathrm{du}\:\overset{\mathrm{u}=\mathrm{2x}} {=}\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \mathrm{log}\left(\mathrm{2x}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)\mathrm{dx} \\ $$$$\Phi\:=\:\mathrm{2log}\left(\mathrm{2}\right)\int_{\mathrm{0}} ^{\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)\mathrm{dx}\:+\:\mathrm{2}\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \mathrm{log}\left(\mathrm{x}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)\mathrm{dx} \\ $$$$\Phi\:=\:\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)\:+\:\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:+\:\mathrm{2}\Delta \\ $$$$\Delta\:\overset{\boldsymbol{\mathrm{IBP}}} {=}\left(\left(\mathrm{x}−\mathrm{1}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)−\mathrm{x}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{x}\right)\mid_{\mathrm{0}} ^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \:−\:\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \frac{\left(\mathrm{x}−\mathrm{1}\right)\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)}{\mathrm{x}}\mathrm{dx}\:−\:\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \mathrm{1dx} \\ $$$$\Delta\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)\:−\:\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)\mathrm{dx}\:+\:\int_{\mathrm{0}} ^{\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \frac{\mathrm{log}\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}\right)}{\mathrm{x}}\mathrm{dx}\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\Delta\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:+\:\boldsymbol{\mathrm{Li}}_{\mathrm{2}} \left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)\:+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\Delta\:=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)\:−\:\mathrm{1}\:+\:\frac{\boldsymbol{\pi}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{12}}\:−\:\frac{\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)}{\mathrm{2}}\: \\ $$$$\Phi\:=\:\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)\:+\:\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:+\mathrm{2}\left(−\mathrm{1}+\frac{\boldsymbol{\pi}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{12}}\right)\:=\:\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)+\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\mathrm{2}\:+\:\frac{\boldsymbol{\pi}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}} \\ $$$$\Omega\:=\:−\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right)\:−\:\mathrm{log}\left(\mathrm{2}\right)\:+\:\mathrm{2}\:−\frac{\boldsymbol{\pi}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}} \\ $$$$\Omega\:=\:\mathrm{2}\:−\:\frac{\boldsymbol{\pi}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{6}}\:−\:\mathrm{2log}\left(\mathrm{2}\right)\:−\:\mathrm{log}^{\mathrm{2}} \left(\mathrm{2}\right) \\ $$