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2009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9日 15:51
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评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生作答给出了最终正确答案 \(\frac{1}{4}\),且主要解题思路与标准答案一致,即利用等价无穷小代换简化计算。具体过程分析如下:

  • 第一步:学生将 \(1-\cos x\) 替换为 \(\frac{1}{2}x^2\),这是正确的等价无穷小代换(当 \(x \to 0\) 时,\(1-\cos x \sim \frac{1}{2}x^2\))。
  • 第二步:学生将 \(x - \ln(1+\tan x)\) 替换为 \(\frac{1}{2}\tan^2 x\)。这一步需要仔细判断。实际上,利用泰勒展开,当 \(x \to 0\) 时,\(\ln(1+\tan x) = \tan x - \frac{1}{2}\tan^2 x + o(\tan^2 x)\),因此 \(x - \ln(1+\tan x) = x - [\tan x - \frac{1}{2}\tan^2 x + o(\tan^2 x)]\)。学生直接写成 \(\frac{1}{2}\tan^2 x\),相当于默认了 \(x - \tan x\) 是更高阶无穷小(实际上 \(x - \tan x \sim -\frac{1}{3}x^3\)),因此 \(\frac{1}{2}\tan^2 x\) 是 \(x - \ln(1+\tan x)\) 的主部。虽然展开细节未写出,但结论正确,且最终极限计算无误。
  • 第三步:学生将 \(\sin^4 x\) 替换为 \(x^4\),这是正确的等价无穷小代换(\(\sin x \sim x\))。
  • 第四步:代入化简得到 \(\frac{1}{4}\),计算正确。

虽然学生的书写过程较为简略(例如第二步未详细展开说明),但核心思路和关键代换正确,且最终答案正确。根据评分要求,思路正确不扣分,且没有逻辑错误。因此给予满分10分。

题目总分:10分

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