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评分及理由
(1)微分方程求解部分得分及理由(满分4分)
学生正确识别微分方程类型并应用通解公式,得到通解形式为 \(y = -\frac{1}{2}\ln x + Cx^2\)。但在整理原方程时出现轻微错误:将标准方程 \(y'-\frac{2}{x}y = \frac{2\ln x-1}{2x}\) 误写为 \(y'-\frac{2}{x}y = \frac{1}{x}\ln x-\frac{1}{2x}\)。虽然形式不同,但通过后续验证发现这两个表达式实际相等(\(\frac{2\ln x-1}{2x} = \frac{\ln x}{x}-\frac{1}{2x}\)),属于等价变形。由于最终得到正确通解,此错误不视为逻辑错误。得4分。
(2)确定常数部分得分及理由(满分2分)
学生正确代入初始条件 \(y(1)=\frac{1}{4}\),利用 \(\ln 1=0\) 准确求出 \(C=\frac{1}{4}\),得到特解 \(y=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{2}\ln x\)。过程完整正确。得2分。
(3)弧长计算部分得分及理由(满分6分)
学生正确应用弧长公式 \(s=\int_{1}^{e}\sqrt{1+(y')^2}dx\),准确计算导数 \(y'=\frac{1}{2}x-\frac{1}{2x}\),并正确完成平方展开和化简: \[1+\left(\frac{1}{2}x-\frac{1}{2x}\right)^2 = \frac{1}{4}x^2+\frac{1}{2}+\frac{1}{4x^2} = \left(\frac{1}{2}x+\frac{1}{2x}\right)^2\] 在开方时正确取正值得到 \(\frac{1}{2}x+\frac{1}{2x}\),最终积分计算准确得到 \(\frac{1}{4}(e^2+1)\)。整个过程逻辑严密,计算正确。得6分。
题目总分:4+2+6=12分
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