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lnx的不定积分如何算

2026-01-15 14:14:13
最佳答案

lnx的不定积分如何算】在微积分的学习过程中,求解函数的不定积分是一个重要的环节。对于函数 $ \ln x $,其不定积分虽然看似简单,但需要一定的技巧和理解。本文将从基本概念出发,总结计算 $ \ln x $ 不定积分的方法,并通过表格形式清晰展示关键步骤与结果。

一、基本概念回顾

不定积分(Indefinite Integral)是指对一个函数求其所有原函数的集合,通常表示为:

$$

\int f(x) \, dx = F(x) + C

$$

其中,$ F'(x) = f(x) $,$ C $ 是积分常数。

而 $ \ln x $ 的不定积分 即为:

$$

\int \ln x \, dx

$$

二、计算方法详解

计算 $ \ln x $ 的不定积分,最常用的方法是分部积分法(Integration by Parts)。该方法适用于两个函数相乘的形式,公式如下:

$$

\int u \, dv = uv - \int v \, du

$$

我们将 $ \ln x $ 设为 $ u $,并令 $ dv = dx $,那么:

- $ u = \ln x $ → $ du = \frac{1}{x} dx $

- $ dv = dx $ → $ v = x $

代入分部积分公式:

$$

\int \ln x \, dx = x \ln x - \int x \cdot \frac{1}{x} dx = x \ln x - \int 1 \, dx

$$

继续计算:

$$

= x \ln x - x + C

$$

因此,得到结论:

$$

\int \ln x \, dx = x \ln x - x + C

$$

三、关键步骤总结表

步骤 内容
1 选择分部积分法,设 $ u = \ln x $,$ dv = dx $
2 计算 $ du = \frac{1}{x} dx $,$ v = x $
3 应用分部积分公式:$ \int \ln x \, dx = x \ln x - \int x \cdot \frac{1}{x} dx $
4 简化积分项:$ \int x \cdot \frac{1}{x} dx = \int 1 \, dx = x $
5 得到最终结果:$ \int \ln x \, dx = x \ln x - x + C $

四、注意事项

- 积分常数 $ C $ 必须保留,因为不定积分表示的是所有可能的原函数。

- 在实际应用中,若题目给出初始条件(如 $ x = 1 $ 时 $ y = 0 $),可代入求出具体的常数值。

- 分部积分法是解决此类问题的核心方法,掌握它有助于处理更多复杂函数的积分问题。

五、小结

通过对 $ \ln x $ 的不定积分进行系统分析,我们不仅得到了其解析表达式,还深入理解了分部积分法的应用逻辑。掌握这一方法,可以为后续学习更复杂的积分技巧打下坚实基础。

答案总结:

$$

\int \ln x \, dx = x \ln x - x + C

$$

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