评分及理由
(Ⅰ)得分及理由(满分6分)
学生答案中关于第(Ⅰ)问的解答存在多处错误:
- 极坐标转换错误:学生给出的极坐标上限为 \(\frac{6\cos\theta\sin\theta}{\cos^2\theta+\sin^2\theta}\),但标准答案应为 \(\frac{6\sin\theta\cos\theta}{\cos^3\theta+\sin^3\theta}\),分母的指数错误导致整个积分表达式错误。
- 面积计算过程错误:学生计算 \(\iint_D 1dxdy\) 时,错误地使用了 \(\cos^2\theta+\sin^2\theta=1\) 进行简化,得到 \(18\int_0^{\frac{\pi}{2}}\frac{\sin^2(2\theta)}{4}d\theta\),这与标准答案的积分形式完全不符。
- 换元积分错误:学生后续的换元 \(t=\tan\theta\) 和积分计算均基于错误的表达式,导致最终结果错误。
由于核心的极坐标转换和积分表达式均错误,且未能得到正确面积值6,故本小题得0分。
(Ⅱ)得分及理由(满分6分)
学生答案中关于第(Ⅱ)问的解答存在以下问题:
- 积分对象错误:题目要求计算形心横坐标相关的积分 \(\iint_D y dxdy\),但学生计算的是 \(\iint_D xy dxdy\),这是完全不同的积分量。
- 极坐标转换错误:与第(Ⅰ)问相同,极坐标上限错误,导致积分表达式错误。
- 积分计算过程混乱:学生的计算过程中出现了 \(\int_0^{+\infty}\frac{t^4}{(1+t)^4}dt\)、\(\int_0^{+\infty}\frac{x^3}{(x^2+1)^3}dx\) 等多种不同形式的积分,且推导过程缺乏逻辑连贯性。
- 最终结果错误:学生得到 \(\iint_D xy dxdy = 4a\),但根据形心公式,应有 \(\iint_D y dxdy = 6a\),且目标积分应为 \(\frac{a}{12}\)。
由于积分对象选择错误,且整个计算过程基于错误的表达式,未能建立正确的积分关系,故本小题得0分。
题目总分:0+0=0分
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