评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生给出的答案是"0",而标准答案是"-1"。该题要求确定级数$\sum\limits_{n=1}^{\infty}\frac{n!}{n^{n}}e^{-nx}$的收敛域$(a, +\infty)$中的参数$a$。
分析过程:
- 首先考虑$x=0$时,级数变为$\sum\frac{n!}{n^n}$,由斯特林公式$n! \sim \sqrt{2\pi n}\left(\frac{n}{e}\right)^n$,可得通项$\frac{n!}{n^n} \sim \sqrt{2\pi n}e^{-n}$,该级数收敛。
- 当$x>0$时,$e^{-nx}$使级数更快收敛;当$x<0$时,$e^{-nx}$增长,可能使级数发散。
- 通过比值判别法:$\lim\limits_{n\to\infty}\left|\frac{a_{n+1}}{a_n}\right| = \lim\limits_{n\to\infty}\frac{(n+1)!}{(n+1)^{n+1}}\cdot\frac{n^n}{n!}e^{-x} = \lim\limits_{n\to\infty}\frac{n^n}{(n+1)^n}e^{-x} = e^{-x-1}$
- 收敛半径要求$e^{-x-1} < 1$,即$-x-1 < 0$,解得$x > -1$。
- 验证端点$x=-1$时,级数变为$\sum\frac{n!}{n^n}e^{n}$,由斯特林公式知其发散。
- 因此收敛域为$(-1, +\infty)$,即$a=-1$。
学生答案"0"与正确结果"-1"不符,存在逻辑错误,未能正确应用比值判别法和端点验证。根据评分标准,答案错误得0分。
题目总分:0分
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