2021年考研数学(一)考试试题 - 第17题回答
高等数学
发布于2025年10月17日 17:40
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评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
学生作答的整体思路正确:先通分,然后利用等价无穷小代换简化分母,再应用洛必达法则两次,最后代入极限值计算。具体分析如下:
- 第一步通分正确,得到 \(\frac{\sin x(1+\int_0^x e^{t^2}dt) - (e^x - 1)}{\sin x(e^x - 1)}\),这与标准答案的第一步等价(标准答案分子为 \(\sin x + \sin x \int_0^x e^{t^2} dt - e^x + 1\),学生答案展开后相同)。
- 第二步利用等价无穷小 \(\sin x \sim x\),\(e^x - 1 \sim x\),将分母化为 \(x^2\),正确。
- 第三步应用洛必达法则,对分子分母求导。分子求导时,对 \(\sin x \int_0^x e^{t^2} dt\) 使用乘积求导法则,得到 \(\cos x \int_0^x e^{t^2} dt + \sin x e^{x^2}\),正确;分母求导为 \(2x\),正确。
- 第四步再次应用洛必达法则,对分子分母求导。分子求导时,对各项分别求导:
- \(\frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x\)
- \(\frac{d}{dx}(\cos x \int_0^x e^{t^2} dt) = -\sin x \int_0^x e^{t^2} dt + \cos x e^{x^2}\)
- \(\frac{d}{dx}(\sin x e^{x^2}) = \cos x e^{x^2} + \sin x \cdot 2x e^{x^2}\)
- \(\frac{d}{dx}(-e^x) = -e^x\)
合并后分子为 \(-\sin x - \sin x \int_0^x e^{t^2} dt + \cos x e^{x^2} + \cos x e^{x^2} + \sin x \cdot 2x e^{x^2} - e^x\),即 \(-\sin x - \sin x \int_0^x e^{t^2} dt + 2\cos x e^{x^2} + \sin x \cdot 2x e^{x^2} - e^x\),学生表达略有简化但核心正确;分母求导为...
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