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问ln sup2 x的原函数是什么

2026-02-09 02:06:41

答

【ln sup2 x的原函数是什么】在数学中,求一个函数的原函数(即不定积分)是微积分中的基本问题之一。对于函数 $ \ln^2 x $,其原函数并不像多项式或三角函数那样直接,需要通过分部积分法进行推导。

下面我们将总结 $ \ln^2 x $ 的原函数,并以表格形式清晰展示其推导过程与结果。

一、原函数推导过程

我们要求的是:

$$

\int \ln^2 x \, dx

$$

使用分部积分法,设:

- $ u = \ln^2 x $

- $ dv = dx $

则:

- $ du = 2 \ln x \cdot \frac{1}{x} dx $

- $ 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

$$

化简得:

$$

= 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:

设:

- $ u = \ln x $

- $ dv = dx $

则:

- $ du = \frac{1}{x} dx $

- $ v = x $

所以:

$$

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

$$

将此结果代入原式:

$$

\int \ln^2 x \, dx = x \ln^2 x - 2(x \ln x - x) + C

$$

整理后得到:

$$

= x \ln^2 x - 2x \ln x + 2x + C

$$

二、总结与表格展示

步骤 过程说明 公式表达
1 设定分部积分变量 $ u = \ln^2 x, \quad dv = dx $
2 计算 $ du $ 和 $ v $ $ du = 2 \ln x \cdot \frac{1}{x} dx, \quad v = x $
3 应用分部积分公式 $ \int \ln^2 x \, dx = x \ln^2 x - 2 \int \ln x \, dx $
4 计算 $ \int \ln x \, dx $ $ \int \ln x \, dx = x \ln x - x + C $
5 代入并整理 $ \int \ln^2 x \, dx = x \ln^2 x - 2x \ln x + 2x + C $

三、结论

函数 $ \ln^2 x $ 的原函数为:

$$

x \ln^2 x - 2x \ln x + 2x + C

$$

其中 $ C $ 是积分常数。

如需进一步验证,可对结果进行求导,应能还原出原函数 $ \ln^2 x $。

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