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评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生给出的答案是 \(a = 4\)。
首先,计算给定的积分:
\[
\int_{1}^{+\infty} \frac{a}{x(2x+a)} dx
\]
被积函数可以分解为部分分式:
\[
\frac{a}{x(2x+a)} = \frac{A}{x} + \frac{B}{2x+a}
\]
通过比较系数可得 \(A=1, B=-1\),即:
\[
\frac{a}{x(2x+a)} = \frac{1}{x} - \frac{1}{x+\frac{a}{2}}
\]
因此,积分变为:
\[
\int_{1}^{+\infty} \left( \frac{1}{x} - \frac{1}{x+\frac{a}{2}} \right) dx = \left[ \ln|x| - \ln\left|x+\frac{a}{2}\right| \right]_{1}^{+\infty} = \left[ \ln\frac{x}{x+\frac{a}{2}} \right]_{1}^{+\infty}
\]
计算极限:
\[
\lim_{x \to +\infty} \ln\frac{x}{x+\frac{a}{2}} = \ln 1 = 0
\]
所以积分值为:
\[
0 - \ln\frac{1}{1+\frac{a}{2}} = \ln\left(1+\frac{a}{2}\right)
\]
根据题意,该积分等于 \(\ln 2\),因此:
\[
\ln\left(1+\frac{a}{2}\right) = \ln 2 \quad \Rightarrow \quad 1+\frac{a}{2} = 2 \quad \Rightarrow \quad \frac{a}{2} = 1 \quad \Rightarrow \quad a = 2
\]
标准答案为 \(a=2\)。学生作答 \(a=4\) 与正确结果不符,因此本题得分为 0 分。
题目总分:0分
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