评分及理由
(1)得分及理由(满分11分)
学生作答中,第2次识别结果基本正确,但存在一些书写和表达问题。具体分析如下:
- 积分区域转换正确:从极坐标区域 \(D=\{(r,\theta) | 0 \leq r \leq \sec \theta, 0 \leq \theta \leq \frac{\pi}{4}\}\) 转换为直角坐标区域 \(0 \leq x \leq 1, 0 \leq y \leq x\),这一步正确。
- 被积函数转换:在极坐标转直角坐标过程中,第2次识别中写为 \(y\sin\sqrt{1 - r^{2}}\),这显然是识别错误或书写错误,应为 \(r^2 \sin \theta \sqrt{1 - r^2 \cos 2\theta}\),但后续步骤中实际使用了正确的表达式 \(y\sqrt{1 - x^2 + y^2}\),因此判断为误写,不扣分。
- 积分顺序转换:正确地将二重积分化为直角坐标下的累次积分 \(\int_{0}^{1}dx\int_{0}^{x}y\sqrt{1 - x^{2}+y^{2}}dy\)。
- 内层积分计算:正确计算 \(\int_{0}^{x}y\sqrt{1 - x^{2}+y^{2}}dy = \frac{1}{3}[1 - (1 - x^2)^{3/2}]\)。
- 外层积分计算:正确得到 \(I = \frac{1}{3}\int_{0}^{1}[1 - (1 - x^2)^{3/2}]dx\)。
- 计算 \(\int_{0}^{1}(1 - x^2)^{3/2}dx\) 时,正确使用代换 \(x = \sin t\),得到 \(\int_{0}^{\pi/2} \cos^4 t dt = \frac{3\pi}{16}\)。
- 最终结果正确:\(I = \frac{1}{3} - \frac{\pi}{16}\)。
尽管第1次识别结果中存在一些错误(如被积函数写错、积分顺序混乱),但第2次识别结果基本正确,且最终答案与标准答案一致。根据评分要求,对于识别错误导致的书写问题不扣分,核心逻辑正确。因此,本题得分11分。
题目总分:11分
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