De hecho en el desarrollo del planteamiento del problema la integral está resuelta digamos "a medias", pero si se pone una constante de integración, (puesto Por lo que se llega a la contradicción cuando sustituyes solamente el \( 1 \) en vez de \( 1+C_1 \) ya que estarías forzando a que la solución sea única, que por lo que vimos te lleva a una contradicción.
El 1 que aparece en el desarrollo no es una constante añadida, es el resultado de los cálculos. Haz el desarrollo y verás que aparece sin añadirlo.
Si, eso es a lo que me refiero, que tu al realizar todo el desarrollo desde la expresión inicial hasta la final en uno de esos pasos utilizaste la integracion por partes en esta forma:
\( \int uv'dx = u\cdot v - \int vu'dx \)
lo cuál es incorrecto si no realizas la integracion en el segundo miembro de esta expresión. De hecho puedes llegar a la misma contradicción partiendo de esta expresión anterior:
\( u\cdot v = \int uv'dx + \int vu'dx = \int (uv' + vu')dx = \int(u\cdot v)'dx \)
\( u\cdot v = u\cdot v + C \)
\( 0 = C \)
Para toda constante C. Por lo que en realidad cuando realizaste la integración por partes debiste haber usado:
\( \int uv'dx = u\cdot v + C_1 - \int vu'dx \)
que la obtienes del desarrollo que te puse en mi respuesta anterior.
El desarrollo del planteamiento no es mío, sólo desmenucé un poco más los pasos.
La técnica de integración por partes se obtiene de la derivación del producto.
\( (uv)'=u'v+uv'\Rightarrow{\int(uv)'}=\int u'v+\int uv'\Rightarrow{uv}=\int u'v+\int uv' \)
en este último paso, siendo estrictos, se integra la parte izquierda de la igualdad así que se debería añadir una constante.
\( uv+C_1=\int u'v+\int uv'\Rightarrow{\int u'v=uv+C_1-\int uv'} \)
Es obvio que \( (uv+C_1)'=(uv)' \) sea cual sea \( C_1 \), ahora suponiendo que \( uv=1 \), esto puede ocurrir
\( \int u'v=1+C_1-\int uv' \),
suponiendo también que \( u'v=-uv' \), esto también puede ocurrir,
\( \cancel{\int u'v}=1+C_1+\cancel{\int u'v} \),
\( 0=1+C_1 \),
\( -1=C_1 \).
¿Dónde está la contradicción?
Por eso creo que la respuesta correcta al ejercicio planteado es que ese uno que aparece no es la constante de integración, se da por concluido el proceso y no se añade dicha constante, cosa que debe hacerse siempre. Y de ahí la aparente contradicción.
Saludos.