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2018年考研数学(二)考试试题 - 第18题回答
高等数学
发布于2025年10月19日 09:36
阅读数 329


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答的整体思路与标准答案不同,但通过构造函数 \(F(x) = \ln x \cdot (\ln x - 2k) - x + 1\) 并分析其单调性来证明原不等式,思路正确。然而,在推导过程中存在逻辑错误:

  • 学生将原不等式变形为 \(\ln x \cdot (\ln x - 2k) \leq x - 1\)(当 \(x > 1\))和 \(\ln x \cdot (\ln x - 2k) \geq x - 1\)(当 \(0 < x < 1\)),这一变形是正确的。
  • 但在求导 \(F'(x)\) 时,学生得到 \(F'(x) = \frac{2\ln x - x - 2k}{x}\),并令 \(G(x) = 2\ln x - x - 2k\)。这里 \(G(x)\) 的表达式与标准答案中的 \(g(x) = x - 2\ln x + 2k\) 不同,但学生的方法在逻辑上可行。
  • 关键错误在于:学生分析 \(G(x)\) 的单调性时,正确得出 \(G(x)\) 在 \((0,2)\) 递增、\((2,+\infty)\) 递减,最大值在 \(x=2\) 处,但计算 \(G(2) = 2\ln 2 - 2 - 2k\) 后,直接由 \(G(2) \leq 0\) 推出 \(F'(x) \leq 0\)。这忽略了 \(G(x)\) 的定义域和 \(F'(x)\) 的符号关系:实际上,\(F'(x) = \frac{G(x)}{x}\),且 \(x > 0\),因此 \(F'(x)\) 的符号取决于 \(G(x)\)。学生未证明 \(G(x) \leq 0\) 对所有 \(x > 0\) 成立,仅由最大值 \(G(2) \leq 0\) 不足以推出 \(G(x) \leq 0\)(因为 \(G(x)\) 在 \(x \to 0^+\) 时趋于 \(-\infty\),但需验证整个定义域)。此外,在 \(0 < x < 1\) 部分,学生未详细分析 \(F(x)\) 的单调性,仅以“同理可得”带过,缺乏严谨性。
  • 由于这些逻辑错误,证明不完整。但考虑到核心思路正确(构造函数和导数分析),且部分步骤(如单调性分析)正确,给予部分分数。

得分:6分(满分10分)。扣分原因:逻辑错误(未全面证明 \(G(x) \leq 0\) 且未严格处理 \(0 < x < 1\) 情况)导致证明不严谨。

题目总分:6分

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