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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12日 09:48
阅读数 37

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。

本题考察傅里叶级数和函数的性质。函数 \(f(x)\) 在 \([0,1]\) 上定义,其傅里叶正弦级数为 \(\sum_{n=1}^{\infty} b_n \sin n\pi x\)。和函数 \(S(x)\) 是傅里叶级数在整个实数轴上的延拓,它是以 \(2\) 为周期的奇函数(因为正弦级数对应奇延拓)。

计算 \(S(-7/2)\) 时,需要利用周期性:\(S(x+2) = S(x)\),以及奇函数性质:\(S(-x) = -S(x)\)。 具体过程为: \[ S\left(-\frac{7}{2}\right) = S\left(-\frac{7}{2} + 4\right) = S\left(\frac{1}{2}\right) \] 因为周期为2,加4(两个周期)后函数值不变。在区间 \([0,1]\) 内,傅里叶正弦级数收敛到 \(f(x)\) 在 \((0,1)\) 内的值,但在端点 \(x=0,1\) 处收敛到0,在间断点 \(x=1/2\) 处收敛到左右极限的平均值。对于 \(x=1/2\),左极限为 \(f(1/2^-)=0\),右极限为 \(f(1/2^+)=(1/2)^2=1/4\),因此平均值是 \((0+1/4)/2 = 1/8\)。所以 \(S(1/2) = 1/8\)。

学生答案正确,思路与标准答案一致,计算无误。根据评分规则,应得满分5分。

题目总分:5分

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