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2023年考研数学(二)考试试题 - 第20题回答
高等数学
发布于2025年10月25日 18:09
阅读数 223


评分及理由

(1)极坐标变换部分(满分3分)

学生第1次识别结果中极坐标变换表达式有误:被积函数应为 \(\frac{1}{r^2(3\cos^2\theta+\sin^2\theta)}\),但学生写成了 \(\frac{1}{3\cos^2\theta+\sin\theta}\)(分母缺少平方)且积分限表达式有误。第2次识别正确给出了极坐标变换的完整形式,包括正确的被积函数和积分限。根据"两次识别只要有一次正确则不扣分"的原则,本部分不扣分。
得分:3分

(2)内层积分计算(满分4分)

第1次识别中内层积分表达式有逻辑错误,将 \(\frac{1}{r}\) 写成了 \(\frac{1}{r} \cdot r dr\)。第2次识别完全正确:正确计算了 \(\int \frac{1}{r} dr = \ln r\),并得到 \(\ln 2\) 的结果。根据"两次识别只要有一次正确则不扣分"的原则,本部分不扣分。
得分:4分

(3)外层积分计算(满分5分)

第1次识别中:
- 错误地将 \(\frac{1}{3\cos^2\theta+\sin^2\theta}\) 写成 \(\frac{1}{3+\tan\theta}\sec^2\theta\)
- 但最终积分计算思路正确,得到了 \(\frac{1}{\sqrt{3}}\arctan\frac{\tan\theta}{\sqrt{3}}\)
- 计算过程有跳跃但最终结果数值正确

第2次识别完全正确:
- 正确进行三角变换:\(\frac{1}{3\cos^2\theta+\sin^2\theta} = \frac{\sec^2\theta}{3+\tan^2\theta}\)
- 正确换元 \(u = \tan\theta\)
- 正确应用积分公式 \(\int \frac{1}{3+u^2} du = \frac{1}{\sqrt{3}}\arctan\frac{u}{\sqrt{3}}\)
- 正确代入上下限得到 \(\frac{\pi}{4\sqrt{3}}\ln 2\)

根据"两次识别只要有一次正确则不扣分"的原则,本部分不扣分。
得分:5分

题目总分:3+4+5=12分

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