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2012年考研数学(二)考试试题 - 第20题回答
高等数学2
发布于2026年9月25日 10:56
阅读数 71


评分及理由

(1)得分及理由(满分11分)

得0分。理由如下:

学生的主要错误在于证明 \(G'(x)>0\) 时使用了“\(\ln \frac{1+x}{1-x} > \sin x\)”这一未证明且并非显然成立的命题。实际上,当 \(x\) 接近 \(1\) 时,\(\ln \frac{1+x}{1-x} \to +\infty\),该不等式成立;但在 \(x\) 较小(如 \(x=0.1\))时,\(\ln \frac{1+x}{1-x} \approx 0.2\),而 \(\sin 0.1 \approx 0.0998\),此时不等式成立;但学生并未给出证明,且该不等式并非始终显然。更重要的是,学生将 \(G'(x)\) 写成 \[ G'(x)=\ln \frac{1+x}{1-x} + x\left(\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1-x}\right) - \sin x - x \] 而标准答案中 \(G'(x)\) 的第二项为 \(\frac{2x}{1-x^2}\),与学生的 \(x\left(\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1-x}\right)\) 完全一致,因此导数计算本身无误。

但是,学生判断 \(G'(x)>0\) 时,直接断言 \(\ln \frac{1+x}{1-x} > \sin x\) 且 \(\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1-x} > 1\),并据此推出 \(G'(x)>0\)。其中 \(\frac{1}{1+x}+\frac{1}{1-x} = \frac{2}{1-x^2} > 1\) 正确;但 \(\ln \frac{1+x}{1-x} > \sin x\) 并未证明,且不可直接由“\(x\in(0,1)\)”推出。例如,在 \(x=0.5\) 时,\(\ln 3 \approx 1.0986\),\(\sin 0.5 \approx 0.4794\),成立;但在 \(x=0.1\) 时,\(\ln \frac{1.1}{0.9} \approx 0.2007\),\(\sin 0.1 \approx 0.0998\),也成立。然而,学生没有给出该不等式的证明,且该不等式并非标准答案中的关键步骤。标准答案中利用 \(\ln \frac{1+x}{1-x} \ge 0\) 以...

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