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2025年考研数学(一)考试试题 - 第12题回答
高等数学
发布于2025年12月9日 11:56
阅读数 18

1/8


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案为“1/8”,与标准答案“\(\frac{1}{8}\)”完全一致。题目要求计算傅里叶正弦级数和函数 \(S(x)\) 在 \(x = -\frac{7}{2}\) 处的值。由于给定的函数 \(f(x)\) 定义在 \([0, 1]\) 上,其傅里叶正弦级数展开对应于奇延拓,因此和函数 \(S(x)\) 是一个以 \(2\) 为周期的奇周期函数。计算 \(S(-\frac{7}{2})\) 时,可以利用周期性:\(S(-\frac{7}{2}) = -S(\frac{7}{2})\)。再根据周期性 \(S(\frac{7}{2}) = S(\frac{7}{2} - 2 \times 2) = S(-\frac{1}{2})\),而由奇性 \(S(-\frac{1}{2}) = -S(\frac{1}{2})\)。在区间 \([0,1]\) 内,\(S(x)\) 等于 \(f(x)\) 在连续点处的值,在间断点处等于左右极限的平均值。在 \(x = \frac{1}{2}\) 处,\(f(x)\) 有定义且连续(左极限为0,右极限为\((\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}\),但函数值定义为 \(\frac{1}{4}\),因此连续),故 \(S(\frac{1}{2}) = f(\frac{1}{2}) = \frac{1}{4}\)。因此,\(S(-\frac{7}{2}) = -S(\frac{7}{2}) = -S(-\frac{1}{2}) = -[-S(\frac{1}{2})] = S(\frac{1}{2}) = \frac{1}{4}\)?这里需要仔细核对:实际上,\(S(-\frac{7}{2}) = -S(\frac{7}{2})\),而 \(\frac{7}{2} = 3.5\),减去两个周期(4)得到 \(-\frac{1}{2}\),即 \(S(\frac{7}{2}) = S(-\frac{1}{2})\)。由奇性,\(S(-\frac{1}{2}) = -S(\frac{1}{2})\)。所以 \(S(-\frac{7}{2}) = -[ -S(\frac{1}{2}) ] = S(\frac{1}{2})\)。在 \(x=\frac{1...

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