【ln sup2 x的原函数是什么】在微积分中,求一个函数的原函数(即不定积分)是常见的问题。对于函数 $ \ln^2 x $,其原函数并不是特别直观,需要通过分部积分法进行推导。本文将总结 $ \ln^2 x $ 的原函数,并以表格形式展示相关公式和步骤。
一、原函数推导过程
设 $ f(x) = \ln^2 x $,要求其原函数,即求:
$$
\int \ln^2 x \, dx
$$
使用分部积分法,令:
- $ u = \ln^2 x $,则 $ du = 2 \ln x \cdot \frac{1}{x} dx $
- $ dv = dx $,则 $ v = x $
根据分部积分公式:
$$
\int u \, dv = uv - \int v \, du
$$
代入得:
$$
\int \ln^2 x \, dx = x \ln^2 x - \int x \cdot 2 \ln x \cdot \frac{1}{x} dx = x \ln^2 x - 2 \int \ln x \, dx
$$
接下来计算 $ \int \ln x \, dx $,同样使用分部积分法:
- $ u = \ln x $,$ du = \frac{1}{x} dx $
- $ dv = dx $,$ v = x $
$$
\int \ln x \, dx = x \ln x - \int x \cdot \frac{1}{x} dx = x \ln x - x + C
$$
因此,
$$
\int \ln^2 x \, dx = x \ln^2 x - 2 (x \ln x - x) + C = x \ln^2 x - 2x \ln x + 2x + C
$$
二、总结与公式表
函数 | 原函数(不定积分) | 备注 |
$ \ln x $ | $ x \ln x - x + C $ | 常用积分公式 |
$ \ln^2 x $ | $ x \ln^2 x - 2x \ln x + 2x + C $ | 通过分部积分法推导得出 |
三、注意事项
- 在计算过程中,分部积分法是解决含对数函数积分的关键工具。
- 对于更高次幂的对数函数(如 $ \ln^n x $),也可以采用类似方法逐步降幂求解。
- 实际应用中,常需结合具体上下限进行定积分计算。
通过以上分析可以看出,虽然 $ \ln^2 x $ 的原函数看似复杂,但通过合理的积分技巧可以顺利求出。掌握这类积分方法,有助于提升对微积分的理解与应用能力。