任意底数对数函数的积分:\( \log_a x \)

使用换底公式的分步推导、公式与参考资料

求任意底数对数函数积分的步骤展示如下。

换底公式的应用

令 \( y = \log_a x \)。

使用换底公式将 \( y = \log_a x \) 转换为自然对数(\( \ln \))形式:

\[ y = \log_a x = \dfrac{\ln x}{\ln a} \]

我们现在来计算积分:

\[ \int \log_a x \, dx = \int \left(\dfrac{\ln x}{\ln a}\right) dx \]

由于 \( \ln a \) 是常数,我们可以把它提出来:

\[ \int \log_a x \, dx = \dfrac{1}{\ln a} \int \ln x \, dx \qquad (I) \]

\( \ln x \) 的积分由下式给出:

\[ \int \ln x \, dx = x \ln x - x + c \]

将其代回方程 (I) 中得到:

\( \log_a x \) 的积分公式: \[ \int \log_a x \, dx = \dfrac{1}{\ln a} (x \ln x - x) + c \]

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