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2019年考研数学(二)考试试题 - 第19题回答
高等数学
发布于2025年11月13日 04:10
阅读数 359


评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答中,第一次识别结果和第二次识别结果都计算了 \(S_n = \int_0^{n\pi} e^{-x} \sin x \, dx\) 的值,并得到了 \(S_n = -\frac{\cos n\pi}{2e^{n\pi}} + \frac{1}{2}\),然后计算了 \(\lim_{n \to \infty} S_n = \frac{1}{2}\)。

然而,题目要求的是曲线 \(y = e^{-x} \sin x\) 与 x 轴所围图形的面积,面积应该是函数绝对值的积分,即 \(S_n = \int_0^{n\pi} |e^{-x} \sin x| \, dx\),而不是直接积分 \(e^{-x} \sin x\)。因为 \(\sin x\) 在区间 \([0, n\pi]\) 上正负交替,直接积分会正负相消,得到的是代数和而不是面积。

学生忽略了绝对值,导致逻辑错误。因此,计算出的 \(S_n\) 和极限都是错误的。

根据标准答案,正确的 \(S_n\) 表达式为 \(\frac{1}{2} + \frac{e^{-\pi}[1 - e^{-(n-1)\pi}]}{1 - e^{-\pi}} + \frac{1}{2} e^{-n\pi}\),极限为 \(\frac{1}{2} + \frac{1}{e^{\pi} - 1}\),而学生得到的结果完全不同。

由于核心逻辑错误(未考虑绝对值),本题不能给满分。但学生正确计算了 \(\int_0^{n\pi} e^{-x} \sin x \, dx\) 的值和极限,展示了分部积分和极限计算的能力,因此给予部分分数。

扣分:逻辑错误(未考虑面积定义中的绝对值)导致结果完全错误,扣5分;计算过程正确,加2分。

得分:2分(满分10分)。

题目总分:2分

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