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评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生答案为“2”。
本题要求计算傅里叶正弦级数和函数 \(S(x)\) 在 \(x = -\frac{7}{2}\) 处的值。已知函数 \(f(x)\) 定义在 \([0, 1]\) 上,其傅里叶正弦级数展开为奇延拓后的周期函数(周期为2)。因此,和函数 \(S(x)\) 是一个以2为周期的奇函数。
首先,利用周期性:\(S(-\frac{7}{2}) = S(-\frac{7}{2} + 2 \times 2) = S(\frac{1}{2})\),因为加上两个周期(4)后,自变量回到区间内。
其次,利用奇函数性质:\(S(-\frac{1}{2}) = -S(\frac{1}{2})\)。但这里我们需要的是 \(S(\frac{1}{2})\)。对于定义在 \([0,1]\) 上的函数,其正弦级数在区间端点处收敛到0,在内部点 \(x_0\) 处,若 \(f(x)\) 在 \(x_0\) 处连续,则级数收敛于 \(f(x_0)\);若在间断点,则收敛于左右极限的平均值。
在 \(x = \frac{1}{2}\) 处,\(f(x)\) 的定义为:当 \(x \ge \frac{1}{2}\) 时,\(f(x)=x^2\);当 \(x < \frac{1}{2}\) 时,\(f(x)=0\)。因此,在 \(x=\frac{1}{2}\) 处,左极限为0,右极限为 \((\frac{1}{2})^2 = \frac{1}{4}\),函数值 \(f(\frac{1}{2}) = \frac{1}{4}\)。由于这是第一类间断点,傅里叶级数的和 \(S(\frac{1}{2})\) 应等于左右极限的平均值,即 \(\frac{0 + \frac{1}{4}}{2} = \frac{1}{8}\)。
因此,标准答案为 \(\frac{1}{8}\)。学生答案“2”与正确答案不符,存在计算或逻辑错误。
根据评分规则,本题为填空题,答案错误得0分。
题目总分:0分
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