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2019年考研数学(一)考试试题 - 第10题回答
高等数学
发布于2025年10月27日 11:23
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评分及理由

(1)得分及理由(满分4分)

学生给出的答案是:$\sqrt{2}\tan(\frac{1}{\sqrt{2}}x + \arctan\frac{1}{\sqrt{2}})$,而标准答案是 $y = \sqrt{3e^{x} - 2}$。

首先分析微分方程 $2yy' - y^{2} - 2 = 0$。这是一个一阶非线性微分方程,可以通过变量代换或直接积分求解。标准答案的求解过程是:令 $u = y^2$,则 $u' = 2yy'$,原方程化为 $u' - u - 2 = 0$,解得 $u = Ce^{x} + 2$,代入初始条件 $y(0)=1$ 得 $C=3$,所以 $y^2 = 3e^{x} - 2$,取正根得 $y = \sqrt{3e^{x} - 2}$。

学生答案的形式是正切函数,这与标准答案的指数函数形式完全不同。将学生答案代入原方程验证:设 $y = \sqrt{2}\tan(\frac{1}{\sqrt{2}}x + \arctan\frac{1}{\sqrt{2}})$,计算 $y' = \sqrt{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \sec^2(\frac{1}{\sqrt{2}}x + \arctan\frac{1}{\sqrt{2}}) = \sec^2(\frac{1}{\sqrt{2}}x + \arctan\frac{1}{\sqrt{2}})$,则 $2yy' = 2\sqrt{2}\tan(\theta) \cdot \sec^2(\theta)$,其中 $\theta = \frac{1}{\sqrt{2}}x + \arctan\frac{1}{\sqrt{2}}$。但原方程要求 $2yy' - y^2 - 2 = 0$,代入后无法恒成立,且初始条件 $y(0)=1$ 也不满足(学生答案在 $x=0$ 时 $y(0) = \sqrt{2}\tan(\arctan\frac{1}{\sqrt{2}}) = \sqrt{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} = 1$,虽满足初始条件,但整体不满足微分方程)。

因此,学生答案在形式上和验证上均与正确解不符,属于逻辑错误。根据评分要求,逻辑错误需扣分,且答案不正确,故得0分。

题目总分:0分

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