推荐各位书友阅读:百次重生:我在轮回尽头永正文 考场上的完美答卷( ..) 早晨七点五十分,高数教室。
林澈坐在第三排靠窗的位置,阳光斜照在摊开的空白草稿纸上,泛起一层毛茸茸的金边。教室里弥漫着考试前特有的紧张气息——翻书声、窃窃私语声、笔尖划纸声,还有前排女生拧开风油精的清脆声响。
他低头看着试卷。
《高等数学A(1)第一次月考》,题头印刷着宋体字。前世,这张卷子他得了61分,擦线及格,主要失分在最后两道证明题。他还记得赵建国教授批改时用红笔写的评语:“思路混乱,基础不牢,建议课后多练习。”
这一次,他要写一个完全不同的故事。
“考试开始。”
讲台上,监考的赵建国教授推了推老花镜,声音沉稳。他是系里有名的严师,五十多岁,头发花白但梳得整齐,中山装熨烫得一丝不苟。
林澈拿起笔。
第一题,求极限。$\lim_{x\to0}\fra3x}{\tan5x}$
前世他用了洛必达法则,计算过程中漏了一个系数,得出了$\frac{3}{5}$的错误答案。正确答案应该是$\frac{3}{5}$……不,等等。
林澈的笔尖停顿了。
记忆告诉他答案是$\frac{3}{5}$,但直觉在报警。他闭上眼睛,七年前的记忆像老照片一样在脑中展开——他记得考完对答案时,学霸张涛说第一题是$\frac{3}{5}$,但第二天赵建国讲解时,说正确答案是$\frac{3}{5}\cdot\frac{\cos0}{\cos0}$……不对,$\tan5x$在$x\to0$时等价于$5x$,$\sin3x$等价于$3x$,所以——
笔尖落下:$\frac{3}{5}$。
写完后,林澈盯着那个数字看了三秒。有什么地方不对劲。他看向窗外,梧桐树的影子在地上轻轻摇晃。记忆和直觉在打架。
“同学,专心答题。”赵建国的声音从讲台传来。
林澈收回目光,继续往下做。
第二题,求导数。$y=\ln(\sqrt{x^2+1}+x)$
这道题前世他做对了,但步骤繁琐。现在他一眼看出可以直接用双曲函数性质简化:这其实就是$\operatorname{arsinh}x$的导数,等于$\frac{1}{\sqrt{x^2+1}}$。
他在草稿纸上写下标准解法,然后在旁边用更小的字写了一行:“另解:由$y=\operatorname{arsinh}x$直接得。”
第三题,定积分。$\int_0^{\pi/2}\frabsp;x}{1+\bsp;x}dx$
前世他用了万能公式代换,算了半页纸,最后还算错。现在他看到被积函数可以写成$\frabsp;x}{1+\bsp;x}=\tan\frac{x}{2}$,而$\tan\frac{x}{2}$的原函数是$-2\ln|\cos\frac{x}{2}|$。
三十秒,答案:$\ln2$。
做到这里,林澈的速度明显超过了教室里所有人。笔尖划过纸张的声音稳定而密集,像精密的机械在运转。前排的苏雨薇回头看了他一眼,眼神里有点惊讶。
第四题,微分方程。$y''-3y'+2y=e^{2x}$
特征方程$r^2-3r+2=0$,根$r_1=1,r_2=2$。特解形式应为$Axe^{2x}$,代入得$A=1$。通解$y=C_1e^x+C_2e^{2x}+xe^{2x}$。
一气呵成。
第五题,空间解析几何。求过点$(1,2,3)$且与平面$x+y+z=1$垂直的直线方程。
方向向量即为平面法向量$(1,1,1)$,直线方程$\frac{x-1}{1}=\frac{y-2}{1}=\frac{z-3}{1}$。
林澈写完这题时,考试才过去十五分钟。大部分同学还在做第二题。
他放下笔,活动了一下手腕。窗外的阳光更亮了,照在试卷上有些反光。他侧过身,让阳光避开视线,这个动作引起了赵建国的注意。
教授从讲台走下来,皮鞋底敲击瓷砖地面的声音在安静的教室里格外清晰。他先是在过道里慢慢巡视,经过林澈身边时,目光在几乎写满的试卷上停留了两秒。
然后又绕回来。
这次他停在林澈桌边,弯腰看他的答题纸。
林澈能闻到教授身上淡淡的粉笔灰和旧书混合的味道。赵建国看了大概十秒钟,什么也没说,直起身继续巡视。但林澈注意到,教授走回讲台的步伐比刚才快了一些。
第六题,级数收敛性。$\sum_{n=1}^{\infty}\fra}$
用比值判别法,$\lim_{n\to\infty}\fra+1}}{a_n}=\lim_{n\to\infty}\fra+1)!}{(n+1)^{n+1}}\cdot\fra!}=\lim_{n\to\infty}\fra+1}\cdot(\fra+1})^n=\frac{1}{e}0$,$g(x)$严格递增,$g(1)>g(0)=0$,即$e^{-1}f(1)>0$,$f(1)>0$,这有可能成立,不矛盾。
所以不能直接证明。
他闭上眼睛,深呼吸。考场上的空气混着纸墨和汗水的味道。前世那些熬夜复习的夜晚在脑中浮现——他在图书馆抄过这道题的答案,赵建国在黑板上讲过……
构造函数$F(x)=e^{-x^2}f(x)$,然后……然后要用罗尔定理!因为$F(0)=0$,还需要另一个零点才能用罗尔定理。但题目只给了$f(0)=0$,没给$f(1)=0$。
除非——
林澈睁开眼睛。
除非$f(1)$恰好等于某个值,使得$F(1)=F(0)$?不对,那太巧合了。
他的目光落在试卷的题号上:“七、证明题(15分)”。记忆的闸门突然打开:前世考完后,赵建国在讲解时说:“这道题的关键是构造辅助函数$g(x)=e^{-x^2}f(x)$,然后对$g(x)$应用柯西中值定理,取另一个函数为$h(x)=e^{x^2}$……”
对了!
林澈几乎要拍桌子。他立刻在草稿纸上写:
“构造函数$g(x)=e^{-x^2}f(x)$,$h(x)=e^{x^2}$。则$g(0)=0$,$h(0)=1$,且$g(x),h(x)$在$[0,1]$上满足柯西中值定理条件。故存在$\xi\in(0,1)$,使得
$\frac{g(1)-g(0)}{h(1)-h('(\xi)}{h'(\xi)}$
即$\frac{e^{-1}f(1)}{e-1}=\frac{e^{-\xi^2}[f'(\xi)-2\xi f(\xi)]}{2\xi e^{\xi^2}}$
化简得$f'(\xi)-2\xi f(\xi)=\frabsp;e^{2\xi^2-1}}{e-1}f(1)$”
还是不对,右边仍有$f(1)$。