评分及理由
(1)得分及理由(满分12分)
学生利用了对称性化简积分,思路正确。但在计算过程中存在多处逻辑错误:
- 在计算 \(I_1\) 时,极坐标积分限划分错误。区域 \(D\) 是两个圆的重叠部分,而学生将积分区域错误地划分为 \(0 \leq \theta \leq \pi/2\) 和 \(\pi/2 \leq \theta \leq \pi\),并分别取半径上限为 \(4\sin\theta\) 和 \(4\cos\theta\),这不符合实际区域边界。
- 在计算 \(I_1\) 的三角函数积分时,从 \(\int_0^{\pi/2} \sin^4\theta d\theta + \int_{\pi/2}^{\pi} \cos^4\theta d\theta\) 到后续的推导存在计算错误,最终得到 \(I_1 = 12\pi - 32\) 是错误的。
- 在计算 \(I_2\) 时,积分区域划分同样错误,仅考虑了 \(0 \leq \theta \leq \pi/2\) 且半径上限为 \(4\sin\theta\),这不能覆盖整个区域 \(D\) 中 \(2xy\) 的积分。
- 最终结果 \(I = 12\pi - \frac{112}{3}\) 与正确答案 \(12\pi - \frac{16}{3}\) 不符。
由于核心思路(利用对称性)正确,但积分区域划分和具体计算存在严重逻辑错误,扣分较多。给予 4 分。
题目总分:4分
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