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数学
题目

5.计算下列不定积分:-|||-(1) int dfrac (ln x-1)({x)^2}dx ;

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查分部积分法的应用,以及对有理函数与对数函数组合的不定积分的处理能力。

解题核心思路:
观察被积函数 $\dfrac{\ln x -1}{x^2}$,分子包含对数函数 $\ln x$,分母为 $x^2$。关键思路是通过分部积分法,将对数函数部分作为 $u$,剩余部分作为 $dv$,从而简化积分形式。

破题关键点:

  1. 合理选择分部积分中的 $u$ 和 $dv$:通常将对数函数 $\ln x$ 作为 $u$,其余部分作为 $dv$。
  2. 正确计算分部积分后的剩余积分,注意符号和代数运算的准确性。

第(1)题

步骤1:设定分部积分变量
设 $u = \ln x -1$,则 $du = \dfrac{1}{x} dx$;
设 $dv = \dfrac{1}{x^2} dx$,则 $v = \int \dfrac{1}{x^2} dx = -\dfrac{1}{x}$。

步骤2:应用分部积分公式
根据分部积分公式 $\int u \, dv = uv - \int v \, du$,得:
$\begin{aligned}\int \dfrac{\ln x -1}{x^2} dx &= \left( \ln x -1 \right) \left( -\dfrac{1}{x} \right) - \int \left( -\dfrac{1}{x} \right) \cdot \dfrac{1}{x} dx \\&= -\dfrac{\ln x -1}{x} + \int \dfrac{1}{x^2} dx.\end{aligned}$

步骤3:计算剩余积分
$\int \dfrac{1}{x^2} dx = -\dfrac{1}{x} + C$,代入得:
$-\dfrac{\ln x -1}{x} - \dfrac{1}{x} + C.$

步骤4:化简结果
合并同类项:
$-\dfrac{\ln x -1}{x} - \dfrac{1}{x} = -\dfrac{\ln x}{x} + \dfrac{1}{x} - \dfrac{1}{x} = -\dfrac{\ln x}{x} + C.$

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