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2011年考研数学(一)考试试题 - 第17题回答
高等数学
发布于2025年12月4日 13:38
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评分及理由

(1)对函数定义与导数的处理(满分2分)

学生正确定义了 \(f(x)=k\arctan x - x\),并计算了导数 \(f'(x)=\frac{k}{1+x^2}-1\),与标准答案一致。此处得2分。

(2)对参数 \(k \leq 1\) 情形的讨论(满分3分)

学生指出当 \(k \leq 1\) 时 \(f'(x) \leq 0\),函数单调递减,并得出在 \(x>0\) 时无零点,但在第一次识别中说“\(f(x)\) 无零点”,第二次识别中说“在 \(x\in(0,+\infty)\) 上只有唯一实根 \(x=0\)”,这里存在矛盾且未完整说明 \(x=0\) 是根以及在整个实数轴上的情况。标准答案明确说明此时方程仅有一个实根 \(x=0\)。学生虽然提到了 \(f(0)=0\),但未明确总结出整个实数轴上只有一个根,且讨论局限于 \(x>0\),逻辑不完整。扣1分,得2分。

(3)对参数 \(k > 1\) 情形的讨论(满分5分)

学生正确求出驻点 \(x=\sqrt{k-1}\),并分析了单调区间:在 \((0,\sqrt{k-1})\) 上 \(f'(x)>0\),在 \((\sqrt{k-1},+\infty)\) 上 \(f'(x)<0\)。指出 \(f(\sqrt{k-1}) > f(0)=0\) 且 \(\lim_{x\to+\infty}f(x)=-\infty\),从而得出在 \((0,+\infty)\) 上有且仅有一个零点(正根)。这部分正确,得3分。

但是,学生在最后结论中说“有三个实根,一个为 \(x=0\),一个位于 \((0,+\infty)\) 内,一个位于 \((-\infty,0)\) 内”,这是错误的。标准答案指出在 \(k>1\) 时,实际上只有两个实根:\(x=0\) 和一个正根,在负半轴没有额外实根(因为 \(f(-\sqrt{k-1})<0\) 且 \(f(0)=0\),结合单调性可知在 \((-\infty,-\sqrt{k-1})\) 上无零点)。学生未分析负半轴的单调性与函数值,直接错误地推断有三个根,属于逻辑错误。扣2分,本部分得3分。

题目总分:2+2+3=7分

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