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评分及理由
(1)求解微分方程部分(满分2分)
学生正确求解了微分方程:分离变量得到 \(e^x dx = 2t dt\),积分得 \(e^x = t^2 + C\),利用初始条件 \(t=0, x=0\) 得到 \(C=1\),从而 \(x = \ln(1+t^2)\)。步骤完整且正确,得2分。
(2)一阶导数部分(满分3分)
学生正确计算了 \(\frac{dx}{dt} = \frac{2t}{1+t^2}\) 和 \(\frac{dy}{dt} = 2t \ln(1+t^2)\),并利用参数方程求导公式得到 \(\frac{dy}{dx} = (1+t^2)\ln(1+t^2)\)。步骤正确,得3分。
(3)二阶导数部分(满分5分)
学生正确应用了参数方程的二阶导数公式 \(\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d(dy/dx)/dt}{dx/dt}\)。计算 \(\frac{d}{dt}[(1+t^2)\ln(1+t^2)] = 2t\ln(1+t^2) + 2t\),然后除以 \(\frac{dx}{dt} = \frac{2t}{1+t^2}\),得到 \(\frac{d^2y}{dx^2} = (1+t^2)[\ln(1+t^2)+1]\)。但学生在最后一步错误地将其化简为 \(t^4 + 3t^2 + 2\)(该表达式是 \((1+t^2)(\ln(1+t^2)+1)\) 在 \(\ln(1+t^2)\) 被误替换为 \(t^2\) 后的错误结果)。这是一个逻辑错误,因为 \(\ln(1+t^2)\) 不能简化为多项式。因此,扣2分。本部分得3分(满分5分)。
题目总分:2+3+3=8分
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