评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
学生作答中,两次识别结果均正确完成了题目要求的求解过程:
- 正确计算了偏导数 \(\frac{\partial z}{\partial x}\)、\(\frac{\partial^2 z}{\partial x^2}\)、\(\frac{\partial z}{\partial y}\)、\(\frac{\partial^2 z}{\partial y^2}\),并正确得到 \(\frac{\partial^2 z}{\partial x^2} + \frac{\partial^2 z}{\partial y^2} = f'' e^{2x}\)。
- 正确代入已知方程,得到 \(f''(u) = 4f(u) + u\),即 \(f''(u) - 4f(u) = u\)。
- 正确求解该二阶线性非齐次微分方程:齐次通解为 \(C_1 e^{2u} + C_2 e^{-2u}\),特解为 \(-\frac{1}{4}u\),通解为 \(f(u) = C_1 e^{2u} + C_2 e^{-2u} - \frac{1}{4}u\)。
- 正确利用初始条件 \(f(0)=0\)、\(f'(0)=0\) 建立方程组,解得 \(C_1 = \frac{1}{16}\)、\(C_2 = -\frac{1}{16}\),最终得到 \(f(u) = \frac{1}{16}e^{2u} - \frac{1}{16}e^{-2u} - \frac{1}{4}u\)。
尽管第一次识别结果中在齐次通解部分误写为 \(C_1 e^{2x} + C_2 e^{-2x}\)(应为 \(e^{2u}\) 和 \(e^{-2u}\)),但后续计算中正确使用了 \(u\) 变量,且第二次识别结果完全正确,根据“误写不扣分”原则,不扣分。
最终答案与标准答案一致(标准答案为 \(-\frac{1}{16}(e^{-2u} - e^{2u}) - \frac{1}{4}u\),等价于 \(\frac{1}{16}e^{2u} - \frac{1}{16}e^{-2u} - \frac{1}{4}u\))。
因此,本题得分为10分。
题目总分:10分
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