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评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
学生正确识别了需要计算曲线与x轴之间图形的面积,即 ∫₀^∞ e^(-x)|sin x| dx,并注意到|sin x|的周期性,将积分按周期分段处理。思路与标准答案一致,方法正确。
在计算分段积分时,学生使用了分部积分法计算了S₁=∫₀^π e^(-x)sin x dx,得到了正确结果(1+e^(-π))/2。对于后续积分段,学生也正确计算了S₂和S₃的值。
在求和时,学生正确写出了S = S₁+S₂+S₃+... = (1+e^(-π))/2 + (e^(-π)+e^(-2π))/2 + (e^(-2π)+e^(-3π))/2 + ...,并整理得到S = 1/2 + ∑ₙ₌₁^∞ e^(-nπ)。
学生正确识别这是一个首项为e^(-π),公比为e^(-π)的等比级数,并应用了无穷等比级数求和公式,得到∑ₙ₌₁^∞ e^(-nπ) = e^(-π)/(1-e^(-π))。
最终结果为S = 1/2 + e^(-π)/(1-e^(-π)) = (1+e^(-π))/(2(1-e^(-π))),这与标准答案1/2 + 1/(e^π-1)是等价的,因为1/(e^π-1) = e^(-π)/(1-e^(-π))。
虽然学生在计算S₂和S₃时表述不够严谨(如S₂的计算中写成了e^(-x)cos x/2,实际上应该是-e^(-x)(sin x+cos x)/2),但最终结果正确,且这些不影响最终求和结果。根据评分要求,思路正确且最终结果正确,不因表述细节扣分。
因此,本题得分为10分。
题目总分:10分
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