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2023年考研数学(一)考试试题 - 第12题回答
高等数学
发布于2025年9月25日 14:40
阅读数 39

3x+4y-z=0


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案是 \(3x + 4y - z = 0\)。

要判断该答案是否正确,需要计算曲面在给定点的切平面方程。曲面由方程 \(z = f(x, y) = x + 2y + \ln(1 + x^2 + y^2)\) 给出。在点 \((0,0,0)\) 处的切平面方程公式为: \(z - z_0 = f_x(x_0, y_0)(x - x_0) + f_y(x_0, y_0)(y - y_0)\)。

首先计算偏导数: \(f_x = 1 + \frac{2x}{1+x^2+y^2}\), \(f_y = 2 + \frac{2y}{1+x^2+y^2}\)。

在点 \((0,0)\) 处: \(f_x(0,0) = 1 + 0 = 1\), \(f_y(0,0) = 2 + 0 = 2\)。

因此,切平面方程为: \(z - 0 = 1 \cdot (x - 0) + 2 \cdot (y - 0)\),即 \(z = x + 2y\),或写作标准形式 \(x + 2y - z = 0\)。

标准答案为 \(x + 2y - z = 0\),而学生答案为 \(3x + 4y - z = 0\)。学生答案中的法向量 \((3, 4, -1)\) 与标准答案的法向量 \((1, 2, -1)\) 不成比例,因此是错误的。

该学生答案存在逻辑错误:计算出的切平面法向量不正确。这可能是由于偏导数计算错误或代入点坐标时出错所致。

根据打分要求,答案错误且存在逻辑错误,故本题得分为0分。

题目总分:0分

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