2018年考研数学(二)考试试题 - 第15题回答
高等数学2
发布于2025年12月3日 16:11
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评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
学生作答存在多处关键逻辑错误,导致最终结果不正确。具体扣分理由如下:
- 题目理解错误:学生作答的积分表达式为 \(\int e^{2x} \arctan\sqrt{e^x - 1} \, dx\),而原题为 \(\int \arctan \sqrt{e^{x}-1} d x\)。学生错误地引入了因子 \(e^{2x}\),这是根本性的错误,导致后续所有计算偏离正轨。此错误属于核心逻辑错误,应扣5分。
- 分部积分应用错误:在错误引入 \(e^{2x}\) 后,学生尝试使用分部积分法。其步骤“\(\frac{1}{2}\int \arctan\sqrt{e^x - 1} \, d(e^{2x}) = \frac{1}{2}[e^{2x} \arctan\sqrt{e^x - 1} - \int e^x \, d(\arctan\sqrt{e^x - 1})]\)”存在严重错误。分部积分公式为 \(\int u \, dv = uv - \int v \, du\)。在此,若令 \(u = \arctan\sqrt{e^x - 1}\),\(dv = d(e^{2x})\),则 \(v = e^{2x}\)。正确的分部积分结果应为 \(\frac{1}{2}[e^{2x} \arctan\sqrt{e^x - 1} - \int e^{2x} \, d(\arctan\sqrt{e^x - 1})]\)。学生错误地将 \(v\) 写成了 \(e^x\),这是计算过程中的逻辑错误,应扣3分。
- 导数计算错误:在求 \(d(\arctan\sqrt{e^{x}-1})\) 时,学生得出结果为 \(\frac{1}{2}dx\),这是错误的。正确的导数应为 \(\frac{1}{1+(\sqrt{e^x-1})^2} \cdot \frac{e^x}{2\sqrt{e^x-1}} = \frac{e^x}{2e^x\sqrt{e^x-1}} = \frac{1}{2\sqrt{e^x-1}}\)。此错误导致后续积分计算完全错误,应扣2分。
- 最终结果错误:由于上述一系列根本性错误,学生给出的最终表达式 \(\frac{[(e^{x}-1)^{2}+e^{x}-1]\arctan\sqrt{e^{x}-1}}{8}-\frac{(e...
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