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2024年考研数学(二)考试试题 - 第14题回答
高等数学
发布于2025年11月2日 12:44
阅读数 87

26e


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

该题需要计算函数 \(f(x)=x^{2}(e^{x}-1)\) 在 \(x=1\) 处的5阶导数值。标准答案是 \(31e\),而学生给出的答案是 \(26e\)。

分析计算过程:

  1. 设 \(g(x) = x^2\),\(h(x) = e^x - 1\),则 \(f(x) = g(x)h(x)\)
  2. 使用莱布尼兹公式求5阶导数:\(f^{(5)}(x) = \sum_{k=0}^{5} C_5^k g^{(k)}(x)h^{(5-k)}(x)\)
  3. 计算各阶导数:
    • \(g(x) = x^2\),\(g'(x) = 2x\),\(g''(x) = 2\),\(g^{(k)}(x) = 0\)(当 \(k \geq 3\))
    • \(h(x) = e^x - 1\),\(h^{(n)}(x) = e^x\)(对所有 \(n \geq 1\))
  4. 代入莱布尼兹公式: \(f^{(5)}(x) = C_5^0 \cdot x^2 \cdot e^x + C_5^1 \cdot 2x \cdot e^x + C_5^2 \cdot 2 \cdot e^x\)
  5. 化简得:\(f^{(5)}(x) = x^2 e^x + 10x e^x + 20 e^x\)
  6. 代入 \(x=1\):\(f^{(5)}(1) = 1^2 \cdot e + 10 \cdot 1 \cdot e + 20 \cdot e = (1 + 10 + 20)e = 31e\)

学生答案 \(26e\) 与正确结果 \(31e\) 不符,说明计算过程中存在逻辑错误。可能是在应用莱布尼兹公式时系数计算错误,或者导数计算有误。

由于答案错误,且存在计算逻辑错误,本题得分为0分。

题目总分:0分

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