(-1,1)
评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生给出的答案是 \( p \in (-1, 1) \)。
标准答案为 \( 0 < p < 2 \)。学生的答案与标准答案不一致。
分析:该反常积分在 \( x \to 0^+ \) 和 \( x \to +\infty \) 时都需要考虑收敛性。
当 \( x \to 0^+ \) 时,被积函数 \( \frac{\arctan x}{x^{p}(1+x)} \sim \frac{x}{x^{p} \cdot 1} = x^{1-p} \)。因此,积分在0点收敛需要 \( 1-p > -1 \),即 \( p < 2 \)。
当 \( x \to +\infty \) 时,被积函数 \( \frac{\arctan x}{x^{p}(1+x)} \sim \frac{\pi/2}{x^{p} \cdot x} = \frac{\pi/2}{x^{p+1}} \)。因此,积分在无穷远处收敛需要 \( p+1 > 1 \),即 \( p > 0 \)。
综合两点,收敛域为 \( 0 < p < 2 \)。
学生的答案 \( (-1, 1) \) 在无穷远处的判断(\( p > 0 \))是正确的,但在0点的判断(\( p < ...