2019年考研数学(二)考试试题 - 第18题回答
高等数学2
发布于2025年12月1日 22:21
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评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
本题满分10分。学生作答的整体思路和计算过程基本正确,但存在一处关键性的逻辑错误和一处计算细节错误。
正确部分:
- 正确利用了积分区域D关于y轴对称,以及被积函数中x/√(x²+y²)是x的奇函数,从而简化了积分,得到∬D y/√(x²+y²) dxdy。这一步思路正确,不扣分。
- 正确地将区域D用极坐标表示。由条件 |x| ≤ y 可得 θ ∈ [π/4, 3π/4]。由条件 (x²+y²)³ ≤ y⁴ 可得 r⁶ ≤ r⁴ sin⁴θ,即 r² ≤ sin⁴θ,所以 r 的取值范围是 0 ≤ r ≤ sin²θ。这一步正确。
- 正确地将二重积分化为极坐标下的累次积分:∫π/43π/4 dθ ∫0sin²θ (r sinθ / r) * r dr = ∫π/43π/4 dθ ∫0sin²θ r sinθ dr。这一步正确。
- 对r积分的结果:∫0sin²θ r sinθ dr = (1/2) sin⁵θ。这一步正确。
错误部分:
- 逻辑/书写错误: 在第一次识别结果的第三行,学生写为“=∫π/43π/4 (1/2) sinθ dθ”,这里漏掉了sinθ的5次方,这是一个严重的计算步骤错误。但在后续的推导中,学生实际上使用了sin⁵θ进行代换(写成了(1-cos²θ)² dcosθ),这表明前一步可能是笔误或识别错误。根据“禁止扣分”原则第1、2、4条,对于识别错误或明显笔误,若后续推导基于正确表达式则不扣分。然而,此处错误出现在关键表达式中,且第二次识别结果已纠正为“∫ (1/2) sin⁵θ dθ”,因此我们以第二次识别为准,认定学生知道此处应为sin⁵θ。但第一次识别中的这个错误表达式如果独立存在,会导致积分错误,属于逻辑错误。考虑到上下文连贯性且最终答案正确,酌情轻微扣分。
- 计算细节错误: 在代换过程中,学生写为“∫ (1/2)(1 - cos²θ)² dcosθ”。正确的代换应该是:令 u = cosθ,则 sin⁵θ dθ = (1 - cos²θ)² sinθ dθ = -(1 - u²)² du。因此积分前应有一个负号,且积分限要相应调整。学生的写法“dcosθ”在数学上不严谨但意思可理解,关键是他紧接着写的是“=-1/2 ∫ (cos⁴θ - 2cos²θ + 1) dco...
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