科目组合
数学一: 高等数学 、线性代数 、概率论
π/4
评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生给出的答案为 \(\frac{\pi}{4}\),与标准答案完全一致。虽然学生没有展示解题过程,但根据填空题的评分规则,只要最终答案正确即可得满分。本题的积分计算需要用到凑微分和反正切函数的积分公式:
\[\int \frac{1}{x^2+a^2} dx = \frac{1}{a} \arctan\frac{x}{a} + C\]具体解法为:
\[\int_{0}^{+\infty} \frac{1}{x^2+2x+2} dx = \int_{0}^{+\infty} \frac{1}{(x+1)^2+1} dx\]令 \(t = x+1\),则:
\[\int_{1}^{+\infty} \frac{1}{t^2+1} dt = \left[\arctan t\right]_{1}^{+\infty} = \frac{\pi}{2} - \frac{\pi}{4} = \frac{\pi}{4}\]学生答案正确,因此得5分。
题目总分:5分
2/3
评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生答案"2/3"与标准答案$\frac{2}{3}$完全一致。虽然学生没有展示计算过程,但填空题只要求最终结果,且答案正确。根据评分规则,正确则给5分,错误则给0分,本题禁止给步骤分。因此该题得5分。
题目总分:5分
2π
评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
该题是填空题,标准答案为 \(4\pi\)。学生作答 \(2\pi\),数值与标准答案不符。根据题目要求,填空题必须完全正确才能得分,错误则给0分。因此本题得分为0分。
题目总分:0分
3/2
评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生答案:3/2,即 \(\frac{3}{2}\),与标准答案一致。
理由:题目要求计算 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}\),已知矩阵每行元素之和为2,即 \(A \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ 2 \\ 2 \end{pmatrix}\),说明 \(\begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\) 是 \(A\) 的属于特征值2的特征向量。而 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}\) 是 \(A\) 的伴随矩阵 \(A^*\) 的第一列元素之和,即 \(A^*\) 乘以 \(\begin{pmatrix} 1 \\ 0 \\ 0 \end{pmatrix}\) 再求和,但更直接地,利用代数余子式与伴随矩阵的关系,有 \(A^* = |A| A^{-1} = 3 A^{-1}\)。由 \(A \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = 2 \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\),得 \(A^{-1} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = \frac{1}{2} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\)。而 \(A_{11}+A_{21}+A_{31}\) 是 \(A^*\) 的第一行元素?不对,注意下标:\(A_{11}, A_{21}, A_{31}\) 是伴随矩阵 \(A^*\) 的 \((1,1), (2,1), (3,1)\) 元素,即 \(A^*\) 的第一列。所以 \(A_{11}+A_{21}+A_{31} = (A^* \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix})_1\)(第一个分量)。计算 \(A^* \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = 3 A^{-1} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = 3 \cdot \frac{1}{2} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix} = \frac{3}{2} \begin{pmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{pmatrix}\),所以第一个分量是 \(\frac{3}{2}\)。学生答案正确,得5分。
题目总分:5分

评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
学生作答的整体思路与标准答案中的方法二基本一致:首先将原式拆分为三部分,然后分别计算极限。具体步骤包括:
然而,学生在最后一步计算中出现错误:最终结果应为 \(1 + (-\frac{1}{2}) = \frac{1}{2}\),但学生直接写成了 \(-\frac{1}{2}\),忽略了前面拆分出的部分极限值1。这是一个逻辑错误,导致最终答案错误。
根据评分要求,逻辑错误需要扣分。由于最终答案错误,但大部分步骤正确,扣分幅度应适中。本题满分10分,扣分后得分为8分。
题目总分:8分

评分及理由
(1)收敛域得分及理由(满分6分)
学生答案中给出了收敛域为(0,1],这与标准答案一致。虽然学生没有展示完整的推导过程,但给出了正确的结果。根据评分要求,思路正确不扣分,因此这部分得满分。
得分:6分
(2)和函数得分及理由(满分6分)
学生答案中只写出了和函数计算的部分表达式:\(\sum_{n = 1}^{\infty}\frac{x^{n + 1}}{n(n + 1)}=\int_{0}^{x}(\sum_{n = 1}^{\infty}\frac{x^{n}}{n})\),这个表达式存在以下问题:
因此,和函数部分基本没有得分点。
得分:0分
题目总分:6+0=6分

评分及理由
(1)得分及理由(满分12分)
学生使用拉格朗日乘数法求解距离最大值问题,思路正确。在第一次识别中,拉格朗日函数变量定义不完整(缺少x,y,z),但第二次识别中已修正为完整形式。方程组建立正确,通过消元得到x=4y的关系,并正确求出两个候选点(4,1,12)和(-8,-2,66),最终得出最大距离66。
主要问题:在第一次识别中,拉格朗日函数定义不完整,但第二次识别已修正;另外,学生将拉格朗日乘数记为φ而非标准答案中的μ,这只是符号差异,不影响实质。
扣分:由于第一次识别中存在函数定义不完整的逻辑错误,扣1分。
得分:11分
题目总分:11分

评分及理由
(Ⅰ)得分及理由(满分6分)
第1次识别结果:正确识别出最大值区域为圆盘 \(x^2 + y^2 \leq 4\),并正确计算二重积分得到 \(8\pi\)。计算过程完整,结果正确。得6分。
第2次识别结果:同样正确识别区域并计算积分,过程完整,结果正确。得6分。
综合两次识别,该部分作答正确,得6分。
(Ⅱ)得分及理由(满分6分)
第1次识别结果:存在多处逻辑错误:
1. 在计算偏导数时,指数部分误写为 \(x^4 + 4y^2\)(应为 \(x^2 + 4y^2\)),导致后续推导错误。
2. 在计算 \(\frac{\partial P}{\partial y} - \frac{\partial Q}{\partial x}\) 时,虽然声称结果为0,但基于错误的指数表达式,实际计算不可信。
3. 在应用格林公式时,表达式 \(\frac{2}{\varepsilon^2} \iint_{D_2} -2 \,d\sigma\) 逻辑混乱,符号和系数均有错误。
4. 最终结果 \(\pi\) 与正确答案 \(-\pi\) 符号相反。
由于存在多处实质性错误,扣4分,得2分。
第2次识别结果:
1. 正确识别了指数部分为 \(x^2 + 4y^2\)。
2. 正确计算了 \(\frac{\partial P}{\partial y} - \frac{\partial Q}{\partial x} = 0\),并得出路径无关的结论。
3. 正确构造了小椭圆曲线 \(x^2 + 4y^2 = \xi^2\) 并利用路径无关性将积分转化为沿该椭圆的积分。
4. 在应用格林公式计算沿椭圆的积分时,表达式 \(-\iint_{D_2} \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}\) 应为 \(\iint_{D_2} \left( \frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y} \right)\),且后续计算 \(\frac{\partial Q}{\partial x} - \frac{\partial P}{\partial y}\) 时,学生写为 \(-2\),但根据标准答案,正确值应为 \(-2/(x^2+4y^2)\) 在椭圆上积分时的特殊处理,学生此处推导不严谨,但最终通过面积计算得到了正确结果 \(\pi\),然而正确答案应为 \(-\pi\),符号错误。
由于主要思路正确,但在关键步骤符号处理上出现错误,扣2分,得4分。
综合两次识别,取较高得分4分。
题目总分:6+4=10分

评分及理由
(Ⅰ)得分及理由(满分6分)
该部分学生正确求出了特征值:λ₁=λ₂=a-1,λ₃=a+2(得1分)。特征向量求解基本正确,但存在以下问题:
得分:1+1-1-2-1 = -2分,但最低为0分,故得0分
(Ⅱ)得分及理由(满分6分)
该部分学生仅写出了C²的矩阵形式,但:
得分:1-3-3 = -5分,但最低为0分,故得0分
题目总分:0+0=0分

评分及理由
(1)得分及理由(满分4分)
学生正确指出X服从(0,1)上的均匀分布,并给出了正确的概率密度函数。虽然第一次识别结果中密度函数表达式不够完整,但第二次识别给出了完整正确的表达式。根据评分要求,识别误差不扣分。得4分。
(2)得分及理由(满分4分)
学生只给出了Y的分布,但题目要求的是Z的概率密度。学生完全没有回答Z的概率密度计算,这是严重的逻辑错误。根据评分要求,逻辑错误需要扣分。得0分。
(3)得分及理由(满分4分)
学生完全没有回答第三问,没有计算E(X/Y)。根据评分要求,未作答不得分。得0分。
题目总分:4+0+0=4分