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评分及理由
(1)得分及理由(满分12分)
学生作答中,首先正确识别了积分区域D关于y=x对称,并利用对称性将原积分化为2倍在D1上的积分,这一步思路正确。但在定义D1时,学生给出了D1={(x,y)|0≤x≤2,x≤y≤2+√(4-x²)},这实际上对应的是圆x²+(y-2)²≤4的上半部分且y≥x的区域,与标准答案中D1的定义(圆x²+(y-2)²≤4且y≤x)相反,这是一个逻辑错误,导致后续积分区域选择错误。
在极坐标转换中,学生正确将x²+y²≤4y转化为r=4sinθ,但积分区域D1应为θ从π/4到π/2(因为y≥x对应θ≥π/4),但标准答案中D1的θ范围是0到π/4(因为y≤x对应θ≤π/4)。学生选择了θ从π/4到π/2,这与标准答案不同,但由于对称性,两种选择在理论上是等价的,但这里学生的D1定义错误(y≥x与y≤x混淆)导致区域选择错误。
计算过程中,学生正确表达了极坐标下的被积函数r³(1-sin2θ),并进行了积分。但在计算∫sin⁴θ dθ时,学生得到了(3π+8)/32,而标准计算应为(例如从π/4到π/2的∫sin⁴θ dθ正确值为3π/16 + 1/4),这里计算有误。另外,在计算∫sin⁴θ sin2θ dθ时,学生通过换元得到7/24,但正确值应为(例如从π/4到π/2的∫2sin⁵θ cosθ dθ=1/3(1-1/8)=7/24),这一步正确。
最终结果学生得到16π+80/3,与标准答案12π-16/3不符,且数值差异较大,表明整体计算错误。
由于存在区域定义错误(D1定义反了)和计算错误,但部分步骤(如对称性使用、极坐标转换、部分积分计算)思路正确,给予部分分数。扣分:区域定义错误扣3分,计算错误扣3分,其他步骤正确不扣分。得分:12-3-3=6分。
题目总分:6分
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