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评分及理由
(1)得分及理由(满分12分)
学生作答整体思路正确,过程完整,最终答案与标准答案一致。但在推导过程中存在一处逻辑错误:在将拉普拉斯方程代入后,学生得到 \(\varphi^{\prime\prime}(x^{2}+y^{2})=-2\varphi^{\prime}xy\),这一步的推导有误。正确的推导应为 \(\frac{\partial^{2}u}{\partial x^{2}}+\frac{\partial^{2}u}{\partial y^{2}}=\varphi^{\prime\prime}\cdot(\frac{x^{2} + y^{2}}{x^{4}})+\varphi^{\prime}\frac{2y}{x^{3}} = 0\),两边乘以 \(x^4\) 后得到 \((x^2+y^2)\varphi'' + 2xy\varphi' = 0\),即 \((1+t^2)\varphi'' + 2t\varphi' = 0\)。学生错误地写成了 \(\varphi^{\prime\prime}(x^{2}+y^{2})=-2\varphi^{\prime}xy\),缺少了分母 \(x^4\) 的处理,但后续代入 \(t = y/x\) 后得到了正确的微分方程形式,因此错误未影响最终结果。由于存在逻辑错误,扣1分。
此外,学生在求解微分方程时写的是 \(\ln\frac{1}{p}=\ln(1 + t^{2})+C_{1}\),这实际上是 \(\ln p = -\ln(1+t^2) - C_1\) 的变形,虽然写法与标准答案不同,但思路正确,且最终得到 \(p = \frac{2}{1+t^2}\),计算正确,因此不扣分。
最终利用初始条件求出常数,答案正确。
得分:11分(满分12分,逻辑错误扣1分)
题目总分:11分
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