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2026年考研数学(二)考试试题 - 第11题回答
高等数学
发布于2025年12月25日 23:17
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(-1,1)


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 \( p \in (-1, 1) \)。

标准答案为 \( 0 < p < 2 \)。学生的答案与标准答案不一致。

分析:该反常积分在 \( x \to 0^+ \) 和 \( x \to +\infty \) 时都需要考虑收敛性。

  1. 当 \( x \to 0^+ \) 时,被积函数 \( \frac{\arctan x}{x^{p}(1+x)} \sim \frac{x}{x^{p} \cdot 1} = x^{1-p} \)。因此,积分在0点收敛需要 \( 1-p > -1 \),即 \( p < 2 \)。
  2. 当 \( x \to +\infty \) 时,被积函数 \( \frac{\arctan x}{x^{p}(1+x)} \sim \frac{\pi/2}{x^{p} \cdot x} = \frac{\pi/2}{x^{p+1}} \)。因此,积分在无穷远处收敛需要 \( p+1 > 1 \),即 \( p > 0 \)。
综合两点,收敛域为 \( 0 < p < 2 \)。

学生的答案 \( (-1, 1) \) 在无穷远处的判断(\( p > 0 \))是正确的,但在0点的判断(\( p < 2 \))是错误的,其给出的下界-1不符合0点收敛的条件(\( p < 2 \) 包含了 \( p = -1 \) 的情况,但此时在0点发散)。因此,学生的答案存在逻辑错误,未能正确分析积分在0点附近的性态。

根据题目要求,本题为填空题,正确则给5分,错误则给0分,禁止给步骤分。学生答案错误,故得0分。

题目总分:0分

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