2019年考研数学(三)考试试题 - 第15题回答
高等数学
发布于2025年12月10日 11:59
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评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
本题要求学生求分段函数 \(f(x)\) 的导数 \(f'(x)\) 并讨论其极值情况。学生的作答情况如下:
- 求导部分:
- 对于 \(x > 0\),学生正确写出 \(f(x)=e^{2x\ln x}\) 并求导得到 \(f'(x)=(2\ln x + 2)e^{2x\ln x}\),这与标准答案 \(x^{2x}(2\ln x+2)\) 等价,正确。
- 对于 \(x \leq 0\),学生正确写出 \(f'(x)=e^{x}+xe^{x}=e^{x}(1+x)\),正确。
- 但是,学生完全没有讨论分段点 \(x=0\) 处的导数(即左右导数)和函数在该点的定义与连续性。题目要求“求 \(f'(x)\)”,这通常包括明确 \(f'(x)\) 的表达式及其定义域。标准答案通过计算左右导数,得出在 \(x=0\) 处导数不存在(右导数为负无穷)。学生忽略了这一点,属于逻辑不完整,应扣分。
- 极值讨论部分:
- 学生通过令 \(f'(x)=0\) 找到两个驻点:\(x=e^{-1}\) (在 \(x>0\) 区间) 和 \(x=-1\) (在 \(x<0\) 区间)。
- 学生计算了二阶导数 \(f''(x)\) 并判断 \(f''(e^{-1})>0\) 和 \(f''(-1)>0\),从而得出这两点都是极小值点,并计算了对应的函数值。
- 然而,学生的分析存在严重逻辑错误:
- 定义域错误:对于 \(x \leq 0\) 的部分,学生给出的 \(f''(x)=e^{x}(2+x)\) 是正确的。但当 \(x=-1\) 时,\(f''(-1)=e^{-1}(2-1)=e^{-1}>0\),判断为极小值点,逻辑上似乎成立。但学生完全忽略了分段点 \(x=0\) 这个更重要的候选极值点。根据函数定义,\(f(0)=1\)。在 \(x=0\) 附近,标准答案的分析表明:当 \(x<0\) 时 \(f'(x)>0\)(函数递增),当 \(x>0\) 时 \(f'(x)<0\)(函数递减),因此 \(x=0\) 是一个极大值点。学生没有分析 \(x=0\),却将 \(x=-1\) 判断为极值点,这是错误的。因为在 \(x<0\) 时,\(f'(x)=e^{x}(1+x)\),当 \(x<-1\) 时 \(f'(x)<0\),当 \(-10\),所以 \(x=-1\) 实际上是 \(f(x)\) 在 \((-\infty, 0]\) 区间内的一个极小值点。但是,学生没有考虑区间端点...0\)(函数递减),因此>0\)>
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