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2022年考研数学(一)考试试题 - 第13题回答
高等数学
发布于2025年11月4日 11:14
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评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生答案:$[\frac{2}{e^{2}},+\infty)$,标准答案:$[4\text{e}^{-2}, +\infty)$。

注意到$\frac{2}{e^{2}} = 2e^{-2}$,而标准答案为$4e^{-2}$。学生答案的区间形式正确,但数值存在差异。考虑函数$f(x,y) = \frac{x^2+y^2}{e^{x+y}}$在$x \geq 0, y \geq 0$条件下的最大值问题。通过分析可知最大值在$x=y=1$时取得,此时$f(1,1)=\frac{2}{e^2}$,但标准答案为$4e^{-2}$,说明学生可能误将分子$x^2+y^2$在$x=y=1$时的值算作2(正确),但未注意到需要满足$k \geq \max f(x,y)$,而$\max f(x,y) = \frac{2}{e^2}$?实际上,标准解法中常通过拉格朗日乘数法或对称性分析得最大值点为$(2,2)$,此时$f(2,2)=\frac{8}{e^4}$?这显然不对。重新计算:在$x=y=t$时,$f(t,t)=\frac{2t^2}{e^{2t}}$,求导得最大值在$t=1$,值为$\frac{2}{e^2}$。但标准答案为$4e^{-2}$,说明可能考虑的是$k \geq \frac{x^2+y^2}{e^{x+y}}$恒成立,需$k$不小于上确界。实际上,当$x=2,y=0$时,$f(2,0)=\frac{4}{e^2} > \frac{2}{e^2}$,所以最大值不是$\frac{2}{e^2}$。学生错误地认为最大值在$x=y=1$处取得,而实际上最大值在边界上(如$x=2,y=0$)取得,值为$\frac{4}{e^2}$。因此学生答案数值错误,属于逻辑错误,扣5分。

题目总分:0分

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