Phân tích hướng giải:
Đầu tiên ta thấy mẫu có dạng: $1+x^2$ nên nghĩ đến việc đặt: $x=\tan t \Longrightarrow dx=\dfrac{1}{\cos^2t}dt=(1+\tan^2t)dt$
Vậy tích phân trở thành:
$$I=\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \dfrac{(1+\tan^2t)\ln(1+\tan t)}{1+\tan^2t}dt$$$$=\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \ln(1+\tan t)dt$$ Đến đây quan sát tích phân ta thấy có cận $\dfrac{\pi}{4}$ và tích phân chứa $1+\tan t$.
Ta có nhận xét sau đây:
$$1+\tan(\dfrac{\pi}{4}-u)=1+\dfrac{\tan \dfrac{\pi}{4}- \tan u}{1+\tan \dfrac{\pi}{4}. \tan u}=1+ \dfrac{1- \tan u}{1+1 \tan u}=\dfrac{2}{1+\tan u}$$ Vì thế ta nghĩ đến việc đặt: $t=\dfrac{\pi}{4}-u$ thì tích phân trở thành:
$$\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \ln(1+\tan t)dt=-\int^0_{\frac{\pi}{4}} \ln[1+\tan(\dfrac{\pi}{4}-u)]du=\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \ln(\dfrac{2}{1+\tan u})du=\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \ln(\dfrac{2}{1+\tan t})dt$$ Vậy:
$$2I= \int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \ln(1+\tan t)dt+\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 \ln(\dfrac{2}{1+\tan t})dt$$$$=\int ^{\frac{\pi}{4}}_0 [\ln(1+\tan t)+\ln(\dfrac{2}{1+\tan t})]dt$$$$=\int ^{\frac{\pi}{4}}_0\ln 2dt =t.\ln 2 \bigg| ^{\frac{\pi}{4}}_0$$ Tới đây thì nhẹ nhàng rồi nhé.