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2011年考研数学(二)考试试题 - 第20题回答
高等数学
发布于2025年9月25日 14:13
阅读数 49


评分及理由

(Ⅰ)得分及理由(满分5分)

学生答案:

  • 第一次识别:使用对称性,积分区间为[-1, 1/2],被积函数为πx²=π(1-y²),计算正确,结果9π/4正确。
  • 第二次识别:与第一次基本一致,结果正确。

标准答案:使用旋转体体积公式,积分区间为[1/2, 1],被积函数为πx²=π(1-y²),并乘以2(对称性),结果9π/4。

分析:学生思路与标准答案不同但正确。学生从y=-1积分到y=1/2(下半圆),利用了x²+y²=1的完整圆对称性,而标准答案从y=1/2积分到y=1(上半圆)再乘2。两者等价,计算结果正确。

扣分:无逻辑错误,计算正确。

得分:5分

(Ⅱ)得分及理由(满分6分)

学生答案:

  • 功的计算公式W=∫ρg·πx²(y)·(2-y)dy正确。
  • 分区积分:第一段y从-1到1/2,对应曲线x²+y²=1,x²=1-y²正确;第二段y从1/2到2,对应曲线x²+y²=2y,解出x²=2y-y²正确。
  • 但第二段被积函数中,学生写的是π[1-(1-y)²]=π(2y-y²),正确。
  • 计算过程:学生将积分拆开并计算,但最终结果27×10³πg/8与标准答案27×10³πg/4不一致。

标准答案:积分区间应为从y=1/2到y=2(上半部分)和从y=1/2到y=1(下半部分?标准答案描述不清),但结果应为27π×10³g/4。

分析:

  • 学生分区正确,被积函数正确。
  • 但第一段积分区间应为y从-1到1/2?容器实际水满时,y范围应从最低点到最高点。容器由曲线绕y轴旋转,从图形看,y从-1到2?但学生第一段从-1到1/2,第二段从1/2到2,覆盖了y从-1到2,这是完整的容器高度?实际上,容器底部在y=-1?但题目中曲线定义y≥1/2和y≤1/2,可能图形有误?根据描述,容器应由两部分曲线连接而成,y从1/2到2(上半球)和y从-1到1/2(下半球)?学生按y从-1到2积分,思路正确。
  • 计算错误:学生最终结果27×10³πg/8比标准答案小一半,可能是在积分计算中出现算术错误。例如,积分∫(2-y-2y²+y³)dy从-1到1/2和∫(4y-4y²+y³)dy从1/2到2,计算值有误。

扣分:计算结果错误,扣2分(结果错误一般扣一半分数,本题满分6分,扣2分)。

得分:4分

题目总分:5+4=9分

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