$$$\ln\left(\frac{a^{2}}{x^{2}}\right)$$$ 對 $$$x$$$ 的積分

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

對於積分 $$$\int{\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)} d x}$$$，使用分部積分法 $$$\int \operatorname{u} \operatorname{dv} = \operatorname{u}\operatorname{v} - \int \operatorname{v} \operatorname{du}$$$。

令 $$$\operatorname{u}=\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)}$$$ 與 $$$\operatorname{dv}=dx$$$。

則 $$$\operatorname{du}=\left(\ln{\left(\frac{a^{2}}{x^{2}} \right)}\right)^{\prime }dx=- \frac{2}{x} dx$$$（步驟見 »），且 $$$\operatorname{v}=\int{1 d x}=x$$$（步驟見 »）。

所以，

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

配合 $$$c=-2$$$，應用常數法則 $$$\int c\, dx = c x$$$：

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

因此，

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

化簡：

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

加上積分常數：

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

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