Integralen av $$$\ln\left(\frac{a^{2}}{x^{2}}\right)$$$ med avseende på $$$x$$$

Bestäm $$$\int \ln\left(\frac{a^{2}}{x^{2}}\right)\, dx$$$.

För integralen $$$\int{\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} d x}$$$, använd partiell integration $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$.

Låt $$$\operatorname{u}=\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)}$$$ och $$$\operatorname{dv}=dx$$$.

Då gäller $$$\operatorname{du}=\left(\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)}\right)^{\prime }dx=- \frac{2}{x} dx$$$ (stegen kan ses ») och $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$ (stegen kan ses »).

Integralen blir

$${\color{red}{\int{\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} d x}}}={\color{red}{\left(\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} \cdot x-\int{x \cdot \left(- \frac{2}{x}\right) d x}\right)}}={\color{red}{\left(x \ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} - \int{\left(-2\right)d x}\right)}}$$

Tillämpa konstantregeln $$$\int c\, dx = c x$$$ med $$$c=-2$$$:

$$x \ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} - {\color{red}{\int{\left(-2\right)d x}}} = x \ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} - {\color{red}{\left(- 2 x\right)}}$$

Alltså,

$$\int{\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} d x} = x \ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} + 2 x$$

Förenkla:

$$\int{\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} d x} = x \left(\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} + 2\right)$$

Lägg till integrationskonstanten:

$$\int{\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} d x} = x \left(\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} + 2\right)+C$$

$$$\int \ln\left(\frac{a^{2}}{x^{2}}\right)\, dx = x \left(\ln\left(\frac{a^{2}}{x^{2}}\right) + 2\right) + C$$$A