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评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
第(I)问:学生正确指出f(x)是奇函数,故f(0)=0。然后应用拉格朗日中值定理于区间[0,1],得到存在ξ∈(0,1)使得f'(ξ)=[f(1)-f(0)]/(1-0)=1。此证明思路清晰正确,与标准答案(使用罗尔定理)虽方法不同但结论正确。因此,第(I)问得满分5分。
(2)得分及理由(满分5分)
第(II)问:学生的证明存在严重逻辑错误。首先,由f(x)是奇函数且二阶可导,并不能直接推出f''(0)=0(虽然结论正确,但推理不严谨)。其次,学生定义g(x)=f'(x)+f(x),然后计算g(1)和g(-1),并试图对g(x)在区间[-1,1]上应用中值定理。然而,g(x)在x=-1和x=1处的函数值依赖于未知的f'(1),学生错误地认为g(1)-g(-1)=2,这是不成立的,因为f'(-1)作为偶函数在-1的值应等于f'(1),所以g(-1)=f'(-1)+f(-1)=f'(1)-1,g(1)-g(-1)=[f'(1)+1]-[f'(1)-1]=2,这个计算本身正确。但是,要应用中值定理,需要g(x)在[-1,1]上连续,在(-1,1)内可导。学生没有验证g(x)在端点x=-1和x=1处的连续性或可导性(实际上,题目只给出f(x)在[-1,1]上具有二阶导数,意味着f'(x)在[-1,1]上连续,故g(x)在[-1,1]上连续;且f''(x)在(-1,1)存在,故g'(x)在(-1,1)存在。因此中值定理条件满足)。然而,最关键的错误在于,中值定理得到的是存在η∈(-1,1)使得g'(η)=[g(1)-g(-1)]/2=1,这确实给出了f''(η)+f'(η)=1。但学生的证明依赖于f'(1)的值,而f'(1)的值题目并未给出,学生假设g(1)-g(-1)=2是成立的,但实际上这个计算是正确的,因为f'(-1)=f'(1)(由奇函数性质,f'(x)是偶函数)。因此,学生的证明在计算g(1)-g(-1)时是正确的,且中值定理应用条件实际上满足(虽未明确说明),但证明过程不严谨,且没有利用第(I)问的结论(标准答案利用了f'(ξ)=1和对称性)。考虑到证明的核心步骤(定义g(x)并应用中值定理)思路正确,但推理不够严密,且与标准答案方法不同,扣1分。因此,第(II)问得4分。
题目总分:5+4=9分
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