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2024年考研数学(一)考试试题 - 第17题回答
高等数学
发布于2025年11月2日 15:31
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评分及理由

(1)得分及理由(满分10分)

学生采用极坐标变换的方法进行计算,思路正确。但在极坐标下对积分区域的描述存在错误:题目中区域D由x从√(1-y²)到1、y从-1到1给出,这对应极坐标下r的范围不是固定的0到1,而是从r=1/(cosθ)(由x=√(1-y²)即x²+y²=1且x≥0)到r=1/cosθ(由x=1),且θ的范围是-π/4到π/4(因为当y=±1时,x=0,对应θ=±π/2,但x≥√(1-y²)要求r≥1,实际上区域是圆x²+y²=1右侧与直线x=1之间的区域,在极坐标下为r从1/cosθ到1/cosθ?这里需要仔细分析:实际上x=√(1-y²)是单位圆右半部分,x=1是直线,在极坐标下,对于固定θ,r从1(圆)到1/cosθ(直线x=1)?不对,应该是r从1/(cosθ)(圆)到1/cosθ(直线)?这显然矛盾。实际上区域D是圆x²+y²=1的右侧部分(x≥0)与直线x=1之间的区域,但x从√(1-y²)到1,即从圆上到直线x=1,在极坐标下,圆为r=1,直线x=1为r=1/cosθ,所以r从1到1/cosθ,θ从-π/2到π/2?但x=√(1-y²)对应的是圆x²+y²=1且x≥0,即r=1,且θ∈[-π/2,π/2]。所以极坐标下区域应为:θ从-π/2到π/2,r从1到1/cosθ。学生错误地将r范围取为0到1,这是根本性的区域理解错误。

此外,计算过程中最后一步乘法错误:1/2 × 2 = 1,但学生写成了2/3,这可能是笔误或计算错误。

由于积分区域在极坐标下设置错误(r范围错误),导致整个计算方向错误,但极坐标变换的思路本身是可行的。根据评分标准,逻辑错误需要扣分。区域错误属于严重逻辑错误,扣5分;最后计算结果乘法错误扣1分;但思路正确(使用极坐标)不扣分。因此本部分得分:10 - 5(区域错误) - 1(计算错误) = 4分。

题目总分:4分

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