被积函数是 x 乘以 lnx,也就是∫ x lnx dx,它的原函数使用分部积分法求解,最终结果是 1/2 x² lnx 减 1/4 x² 加常数 C,这个是高数不定积分高频题型,很多同学容易选错 u 和 dv,最后算错符号,核心思路就是利用分部积分公式,把 lnx 选作 u,因为对数函数求导之后会变成有理函数,消掉 lnx,让积分变得容易计算。分部积分公式是∫u dv = uv 减 ∫v du,这道题不能反过来把 x 当成 u,如果选 x 作为 u,求导之后剩下 lnx 的积分,还是会保留对数,计算难度不会下降,所以这道题固定套路就是 lnx 做 u,x dx 做 dv。
一 基础信息对照表
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 积分式子 | ∫ x lnx dx |
| 方法 | 分部积分法 |
| u 选择 | u = lnx |
| dv 选择 | dv = x dx |
| 最终原函数 | 1/2 x² lnx 减 1/4 x² + C |
| 定义域 | x 大于 0 |
二 完整推导步骤
第一步 设定 u = lnx,dv = x dx
第二步 求 du 和 v
du = (1/x) dx
v = ∫ x dx = 1/2 x²
第三步 代入分部积分公式 ∫u dv = uv 减 ∫v du
原式 = 1/2 x² lnx 减 ∫ (1/2 x²) (1/x) dx
第四步 化简后面积分项
(1/2 x²)(1/x)= 1/2 x
所以后面变成 ∫ 1/2 x dx
第五步 计算剩余积分
∫ 1/2 x dx = 1/4 x²
第六步 合并结果,加上积分常数 C
∫ x lnx dx = 1/2 x² lnx 减 1/4 x² + C
三 验算方法
对结果求导,验证导数是不是等于被积函数 x lnx
F (x)= 1/2 x² lnx 减 1/4 x²
F'(x)= 1/2 2x lnx + 1/2 x²(1/x) 减 1/2 x
化简 = x lnx + 1/2 x 减 1/2 x = x lnx
求导结果和被积函数一致,说明原函数计算正确。
四 易错点总结
| 错误类型 | 错误原因 | 纠正方式 |
|---|---|---|
| u 和 dv 选反 | 把 x 当成 u,积分仍然保留 lnx | 固定 lnx 作为 u |
| 符号出错 | 分部积分后面是减号,写成加号 | 牢记公式是 uv 减 ∫vdu |
| 忘记常数 C | 不定积分结果漏掉 C | 不定积分必须加任意常数 C |
| 定义域忽略 | lnx 要求 x 大于 0 | 原函数定义域 x>0 |
五 同类题型拓展
这个题型属于典型的 幂函数乘对数函数 积分,同类还有∫x² lnx dx,同样采用分部积分,lnx 取 u,幂函数部分取 dv,解题思路完全一致。
综合来看,lnx 乘以 x 的原函数,核心就是分部积分,选定 lnx 为 u,x dx 为 dv,推导得到 1/2 x² lnx 减 1/4 x² + C,做完一定要求导验算,重点留意分部积分的负号还有常数 C。
【常见问题】
问题 1 lnx x 的原函数怎么求,为什么一定要选 lnx 作为 u
回答 1 lnx x 的原函数怎么求,选 lnx 作为 u 是因为 lnx 求导之后变成 1/x,可以消掉对数,让积分变成幂函数积分,如果选 x 作为 u,积分仍然带有 lnx,计算更加困难。
问题 2 lnx x 的原函数怎么求,定积分的时候还要加 C 吗
回答 1 lnx x 的原函数怎么求,不定积分结果必须加常数 C,如果是定积分计算,代入上下限的时候常数 C 会抵消,不需要写 C。
问题 3 lnx x 的原函数怎么求,可以换元法做吗
回答 1 lnx x 的原函数怎么求,这道题优先分部积分,换元法计算会更加繁琐,考试标准解法就是分部积分法。
问题 4 lnx x 的原函数怎么求,x 等于 0 可以吗
回答 1 lnx x 的原函数怎么求,lnx 本身要求 x 大于 0,所以这个原函数定义域是 x>0,x=0 处 lnx 没有定义。
免责声明:本文为高等数学不定积分解题科普,符号写法以国内主流高数教材为准,内容仅供学习备考参考,不作为唯一权威定论。


