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2012年考研数学(一)考试试题 - 第15题回答
高等数学
发布于2025年11月1日 20:11
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评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答中定义了函数 \(F(x) = x\ln\frac{1+x}{1-x} + \cos x - \frac{x^2}{2} - 1\),与标准答案中定义的函数一致。求导过程基本正确,得到 \(F'(x) = \ln\frac{1+x}{1-x} + \frac{2x}{(1-x)(1+x)} - \sin x - x\),这与标准答案的导数形式等价(标准答案为 \(\ln\frac{1+x}{1-x} + \frac{2x}{1-x^2} - \sin x - x\),而 \(\frac{2x}{(1-x)(1+x)} = \frac{2x}{1-x^2}\))。学生正确指出 \(F'(0) = 0\),并分析了单调性:当 \(x \in (-1,0)\) 时 \(F'(x) < 0\),当 \(x \in (0,1)\) 时 \(F'(x) > 0\),从而得出 \(F(x)\) 在 \(x=0\) 处取得极小值,且 \(F(0) = 0\),因此 \(F(x) \geq 0\),即原不等式成立。

然而,学生在单调性分析中存在逻辑错误。标准答案中通过分 \(x>0\) 和 \(x<0\) 分别讨论 \(F'(x)\) 的符号,而学生直接断言 \(F'(x) < 0\) 对 \(x \in (-1,0)\) 和 \(F'(x) > 0\) 对 \(x \in (0,1)\),但未提供详细证明。实际上,\(F'(x)\) 的符号并非显然,例如在 \(x \in (-1,0)\) 时,\(\ln\frac{1+x}{1-x} < 0\),\(\frac{2x}{1-x^2} < 0\),且 \(-\sin x - x\) 的符号需进一步分析,学生未给出充分论证,因此存在逻辑不严谨之处。尽管最终结论正确,但证明过程不完整,扣2分。

得分:8分(满分10分)。

题目总分:8分

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