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评分及理由
(1)得分及理由(满分5分)
学生给出的答案为 \(4\pi/3\)。
该题要求计算曲线 \(y=\int_{-\sqrt{3}}^{x} \sqrt{3-t^{2}} ~d t\) 的弧长。根据弧长公式,对于由积分定义的函数,弧长 \(L = \int_{a}^{b} \sqrt{1 + (y'(x))^2} dx\)。首先需要求出导数 \(y'(x) = \sqrt{3-x^2}\),然后代入弧长公式。被积函数变为 \(\sqrt{1 + (3-x^2)} = \sqrt{4-x^2}\)。题目中积分的下限是 \(-\sqrt{3}\),而上限 \(x\) 需要根据被积函数 \(\sqrt{4-x^2}\) 的定义域来确定。\(\sqrt{4-x^2}\) 在区间 \([-2, 2]\) 上有定义,但原函数 \(y\) 的定义域由内层积分 \(\sqrt{3-t^2}\) 决定,即 \(t \in [-\sqrt{3}, \sqrt{3}]\),所以 \(x\) 的取值范围是 \([-\sqrt{3}, \sqrt{3}]\)。因此,弧长 \(L = \int_{-\sqrt{3}}^{\sqrt{3}} \sqrt{4-x^2} dx\)。计算这个定积分,其几何意义是半径为2的圆在 \(x\) 从 \(-\sqrt{3}\) 到 \(\sqrt{3}\) 之间的弓形面积的两倍(或者利用圆的参数方程计算),最终结果为 \(\sqrt{3} + \frac{4\pi}{3}\)。
学生答案 \(4\pi/3\) 与标准答案 \(\sqrt{3} + \frac{4\pi}{3}\) 相比,缺少了 \(\sqrt{3}\) 项。这表明学生在计算弧长积分时,可能错误地认为积分区间是使得被积函数 \(\sqrt{4-x^2}\) 非负的整个区间(例如 \([-2,2]\)),或者在进行积分计算时出现了错误,忽略了积分区间不对称带来的线性项部分。这是一个严重的计算逻辑错误,导致答案不完整。
因此,该答案不能得分。
得分:0分。
题目总分:0分
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