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2025年合工大超越5+5套卷(三) - 第14题回答
高等数学
发布于2025年11月6日 17:09
阅读数 28


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 $\frac{1}{\sqrt{2}}xe^{x}$,而标准答案是 $-xe^x + 2x^2e^x$。

首先分析微分方程 $y''' - 3y'' + 3y' - y = 0$,其特征方程为 $r^3 - 3r^2 + 3r - 1 = 0$,即 $(r-1)^3 = 0$,因此通解为 $y(x) = (C_1 + C_2x + C_3x^2)e^x$。

题目给出在点 $(0,0)$ 的曲率圆为 $(x-1)^2 + (y-1)^2 = 2$,说明: - 曲线过点 $(0,0)$:代入得 $y(0)=0$ ⇒ $C_1=0$ - 曲率圆心为 $(1,1)$,半径为 $\sqrt{2}$ - 曲率公式 $k = \frac{|y''|}{(1+y'^2)^{3/2}}$,在 $x=0$ 时曲率半径 $R = \frac{1}{k} = \sqrt{2}$ - 圆心坐标与曲线关系:圆心在法线上,且距离切点 $R$

学生答案 $\frac{1}{\sqrt{2}}xe^x$ 形式为 $Axe^x$,这只能满足 $C_1=0$ 和过原点条件,但无法同时满足曲率圆给出的 $y'(0)$ 和 $y''(0)$ 的条件。具体来说: - $y'(0) = A$,$y''(0) = 2A$ - 曲率圆条件要求 $y'(0)=1$,$y''(0)=1$(通过计算曲率圆几何关系可得) - 但学生答案无法同时满足这两个条件

因此,学生的答案与标准答案完全不同,且不满足题目给出的曲率圆条件,属于逻辑错误。

得分:0分

题目总分:0分

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