int dfrac (ln x-1)({x)^2}dx=___________
___________
题目解答
答案
分析题目所给不定积分
,由凑微分法可得

,故本题答案为
解析
考查要点:本题主要考查不定积分的计算,涉及分部积分法或凑微分法的应用,以及对对数函数与有理函数组合积分的处理能力。
解题核心思路:
- 观察被积函数结构:分子为$\ln x -1$,分母为$x^2$,可尝试拆分或通过变量替换简化。
- 关键技巧:将$\ln x -1$改写为$1 - \ln x$,结合$d\left(\dfrac{1}{x}\right) = -\dfrac{1}{x^2}dx$,利用凑微分法将积分转化为更简单的形式。
- 分部积分法的灵活应用:若直接拆分积分,需注意分部积分中$u$和$dv$的合理选择。
步骤1:变形被积函数
将$\dfrac{\ln x -1}{x^2}$改写为$\dfrac{1 - \ln x}{x^2}$,并注意到:
$d\left(\dfrac{1}{x}\right) = -\dfrac{1}{x^2}dx \quad \Rightarrow \quad -d\left(\dfrac{1}{x}\right) = \dfrac{1}{x^2}dx.$
步骤2:应用凑微分法
原积分可变形为:
$\begin{aligned}\int \dfrac{1 - \ln x}{x^2}dx &= \int (1 - \ln x) \cdot \dfrac{1}{x^2}dx \\&= \int (1 - \ln x) \cdot \left(-d\left(\dfrac{1}{x}\right)\right) \\&= -\int (1 - \ln x) d\left(\dfrac{1}{x}\right).\end{aligned}$
步骤3:分部积分计算
根据分部积分公式$\int u dv = uv - \int v du$,设:
$u = 1 - \ln x \quad \Rightarrow \quad du = -\dfrac{1}{x}dx, \quad dv = d\left(\dfrac{1}{x}\right) \quad \Rightarrow \quad v = \dfrac{1}{x}.$
代入公式得:
$\begin{aligned}-\int (1 - \ln x) d\left(\dfrac{1}{x}\right) &= -\left[ (1 - \ln x) \cdot \dfrac{1}{x} - \int \dfrac{1}{x} \cdot \left(-\dfrac{1}{x}\right)dx \right] \\&= -\dfrac{1 - \ln x}{x} + \int \dfrac{1}{x^2}dx.\end{aligned}$
步骤4:计算剩余积分
$\int \dfrac{1}{x^2}dx = -\dfrac{1}{x} + C.$
步骤5:合并结果
将所有部分组合:
$-\dfrac{1 - \ln x}{x} - \dfrac{1}{x} + C = -\dfrac{1}{x} + \dfrac{\ln x}{x} - \dfrac{1}{x} + C = -\dfrac{\ln x}{x} + C.$