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2021年考研数学(一)考试试题 - 第18题回答
高等数学
发布于2025年10月27日 14:34
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评分及理由

(1)收敛域判断得分及理由(满分6分)

学生正确分析了两个级数的收敛性:

  • 对于 \(\sum e^{-nx}\),指出当 \(x>0\) 时收敛(实际上应严格为 \(x>0\),但学生写为 \((0,+\infty)\) 不扣分)。
  • 对于 \(\sum \frac{x^{n+1}}{n(n+1)}\),正确使用比值判别法得到收敛半径 \(R=1\),并检验端点 \(x=\pm 1\) 收敛,得到收敛域 \([-1,1]\)。
  • 综合得到级数收敛域为 \((0,1]\),与标准答案一致。

此处逻辑完整正确,得6分。

(2)和函数求解得分及理由(满分6分)

学生正确拆分和函数为两部分:

  • 对于 \(\sum e^{-nx}\),正确使用等比级数求和得到 \(\frac{1}{e^x-1}\)。
  • 对于 \(\sum \frac{x^{n+1}}{n(n+1)}\),采用部分分式分解为 \(\sum \frac{x^{n+1}}{n} - \sum \frac{x^{n+1}}{n+1}\),并正确计算:
    • \(\sum \frac{x^{n+1}}{n} = -x \ln(1-x)\)
    • \(\sum \frac{x^{n+1}}{n+1} = -\ln(1-x) - x\)
    • 相减得到 \((1-x)\ln(1-x) + x\)
  • 最终和函数形式为 \(\frac{1}{e^x-1} + (1-x)\ln(1-x) + x\)(学生写为 \(-(x-1)\ln(1-x)+x\),数学上等价,不扣分)。
  • 在 \(x=1\) 处正确计算 \(S(1) = \frac{1}{e-1} + 1\)。

此处计算过程正确,结果与标准答案一致,得6分。

题目总分:6+6=12分

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