要求$(\ln x)^{2}$的原函数,我们需要找到一个函数$F(x)$,使得其导数为$(\ln x)^{2}$。
首先,我们设$F(x)$为所求的原函数,即:
$F'(x) = (\ln x)^{2}$
为了找到$F(x)$,我们可以使用不定积分的换元法或者分部积分法。这里,我们选择使用分部积分法来求解。
令$u = \ln x$,则$du = \frac{1}{x}dx$,同时$dv = u \, du = (\ln x)d(\ln x) = \frac{1}{x}(\ln x)dx$,$v = \frac{1}{2}(\ln x)^{2}$。
应用分部积分公式:
$\int u \, dv = uv - \int v \, du$
我们得到:
$\int (\ln x)^{2}dx = \frac{1}{2}(\ln x)^{2} \cdot x - \int \frac{1}{2}(\ln x)^{2} \cdot 1dx$
$= \frac{1}{2}x(\ln x)^{2} - \frac{1}{2}\int (\ln x)^{2}dx$
将上式中的$-\frac{1}{2}\int (\ln x)^{2}dx$移到等式的左边,得到:
$\frac{3}{2}\int (\ln x)^{2}dx = \frac{1}{2}x(\ln x)^{2}$
从而:
$\int (\ln x)^{2}dx = \frac{1}{3}x(\ln x)^{2} + C$
其中C是积分常数。
所以,$(\ln x)^{2}$的原函数为:
$F(x) = \frac{1}{3}x(\ln x)^{2} + C$