评分及理由
(1)得分及理由(满分4分)
学生给出的答案为 \(y = x e^{1 - \frac{2}{x}}\),而标准答案为 \(y = x e\)。代入原微分方程 \(x y' + y(\ln x - \ln y) = 0\) 验证:
- 学生计算了 \(y' = \frac{x+2}{x} e^{1 - \frac{2}{x}}\),代入左边得:
\[
x \cdot \frac{x+2}{x} e^{1 - \frac{2}{x}} + x e^{1 - \frac{2}{x}} \left( \ln x - \ln \left( x e^{1 - \frac{2}{x}} \right) \right)
\]
化简第二项中的对数:
\[
\ln x - \ln \left( x e^{1 - \frac{2}{x}} \right) = \ln x - \left( \ln x + 1 - \frac{2}{x} \right) = -1 + \frac{2}{x}
\]
整体为:
\[
(x+2) e^{1 - \frac{2}{x}} + x e^{1 - \frac{2}{x}} \left( -1 + \frac{2}{x} \right) = e^{1 - \frac{2}{x}} \left[ x+2 - x + 2 \right] = 4 e^{1 - \frac{2}{x}} \neq 0
\]
不满足微分方程。
- 检查初始条件 \(y(1) = 1 \cdot e^{1 - 2} = e^{-1} \neq e\),也不满足。
因此,学生的答案不正确。由于核心逻辑错误(不满足微分方程和初始条件),扣4分。
题目总分:0分
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