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2022年考研数学(一)考试试题 - 第14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)

学生答案为 \(\frac{1}{e}\),标准答案为 \(-1\)。本题考察幂级数收敛域的确定,核心是通过比值判别法或根值判别法求收敛半径,再单独讨论端点。对一般项 \(u_n(x) = \frac{n!}{n^n} e^{-nx}\),可令 \(t = e^{-x}\),则级数化为 \(\sum \frac{n!}{n^n} t^n\)。由比值判别法: \[ \lim_{n\to\infty} \frac{(n+1)!}{(n+1)^{n+1}} \cdot \frac{n^n}{n!} = \lim_{n\to\infty} \frac{n^n}{(n+1)^n} \cdot \frac{1}{e} = \frac{1}{e}. \] 收敛半径 \(R = e\),即 \(|t| < e\) 时收敛,\(|t| > e\) 时发散。当 \(t = e\) 时,一般项为 \(\frac{n!}{n^n} e^n\),由 Stirling 公式 \(n! \sim \sqrt{2\pi n} \left(\frac{n}{e}\right)^n\),得一般项 \(\sim \sqrt{2\pi n}\),不趋于 0,发散;当 \(t = -e\) 时,一般项绝对值趋于无穷,发散。因此 \(t\) 的收敛域为 \((-e, e)\),即 \(e^{-x} \in (-e, e)\)。但 \(e^{-x} > 0\),所以 \(0 < e^{-x} < e\),解得 \(x > -1\),即收敛域为 \((-1, +\infty)\),所以 \(a = -1\)。

学生答案 \(\frac{1}{e}\) 是收敛半径的值,而不是收敛域的左端点 \(a\),属于概念混淆,逻辑错误。因此本题得 0 分。

题目总分:0分

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