自然对数的积分:\( \ln x \)

使用分步积分法的分步推导、公式与参考资料

推导与计算

计算自然对数函数积分的步骤:

\[ \int \ln x \, dx \]

展示如下。

我们首先将给定的积分改写为:

\[ \int \ln x \, dx = \int 1 \cdot \ln x \, dx \]

令 \( u' = 1 \) 且 \( v = \ln x \),其相应的导数分别为 \( u = x \) 且 \( v' = \dfrac{1}{x} \)。

我们的积分形式为:

\[ \int \ln x \, dx = \int u' \cdot v \, dx \]

应用分部积分法公式 \( \int u' v \, dx = u v - \int u v' \, dx \) 写出:

\[ \int \ln x \, dx = u v - \int u \cdot v' \, dx \]

代入 \( u \)、\( v \) 和 \( v' \) 得到:

\[ = x \ln x - \int x \cdot \dfrac{1}{x} \, dx \]

简化右侧的项:

\[ = x \ln x - \int 1 \, dx \]

计算积分:

\[ = x \ln x - x + c \]

其中 \( c \) 为积分常数。

\( \ln x \) 的积分公式: \[ \int \ln x \, dx = x \ln x - x + c \]

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