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2009年考研数学(二)考试试题 - 第18题回答
高等数学
发布于2025年9月11日 16:21
阅读数 10


评分及理由

(1)微分方程求解部分(满分5分)

学生第一次识别结果中,设p=y'后得到方程xp' - p + 2=0,但未写出标准的一阶线性微分方程形式,直接给出p=2+cx(此处c应为常数,但未标注下标),然后积分得到y=2x+(c/2)x²+C₂,并利用过原点条件得到C₂=0。但在面积计算时错误地得到c=1(应为c=6),导致后续错误。

第二次识别结果详细写出了一阶线性微分方程的求解过程:正确化为p'-(1/x)p=-2/x,求出积分因子e^(∫1/x dx)=x,通解p=x(∫(-2/x)(1/x)dx+C₁)=x(2/x+C₁)=2+C₁x(计算正确),然后积分得y=2x+(1/2)C₁x²+C₂,利用过原点得C₂=0。但在面积计算时,正确写出∫₀¹(2x+(1/2)C₁x²)dx=1+(1/6)C₁=2,解得C₁=6,得到y=2x+3x²(正确)。

由于第二次识别结果正确,且第一次识别虽有错误但第二次纠正,根据规则“对学生作答进行了两次识别,只要其中有一次回答正确则不扣分”,且核心逻辑正确,故不扣分。

得分:5分

(2)旋转体体积计算部分(满分5分)

学生第一次识别结果中,正确使用柱壳法公式V=∫2πx y dx,代入y=2x+3x²(但此处y表达式是基于错误的c=1得到的y=2x+3x²,实际应为y=2x+3x²,巧合一致),计算2π∫₀¹ x(2x+3x²)dx=2π∫₀¹(2x²+3x³)dx=2π[(2/3)x³+(3/4)x⁴]|₀¹=2π(2/3+3/4)=2π×(17/12)=17π/6(计算正确)。但第一次识别中c=1是错误,但y表达式巧合正确。

第二次识别结果错误地使用了绕x轴旋转体积公式V=π∫y²dx,计算了π∫₀¹(2x+3x²)²dx=π∫₀¹(4x²+12x³+9x⁴)dx=π[(4/3)x³+3x⁴+(9/5)x⁵]|₀¹=π(4/3+3+9/5)=π(20/15+45/15+27/15)=92π/15(但学生计算为74π/15,计算错误:4/3+3+9/5=20/15+45/15+27/15=92/15,而非74/15)。

题目要求绕y轴旋转,应使用柱壳法(第一次识别正确)或圆盘法(需反函数,较复杂),第二次识别使用了错误的绕x轴旋转公式,属于逻辑错误。但根据规则“对学生作答进行了两次识别,只要其中有一次回答正...

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