评分及理由
本题满分10分,学生作答包含两部分:求解微分方程(得到函数表达式)和求渐近线。标准答案的步骤也对应这两部分。下面根据学生的具体解答进行评分。
(1)微分方程求解部分(满分约6分)
学生正确识别为一阶线性微分方程,并使用了积分因子法求解。计算过程:
- 积分因子计算正确:\( e^{-\int \frac{1}{2\sqrt{x}}dx} = e^{-\sqrt{x}} \)。
- 代公式得到 \( y = e^{-\sqrt{x}} \left( \int (2+\sqrt{x}) e^{\sqrt{x}} dx + C \right) \)。
- 换元 \( t = \sqrt{x} \) 计算积分,过程基本正确,但中间分部积分步骤书写略有跳步(实际上合并后结果为 \( 2t^2 e^t \)),最终得到 \( \int (2+\sqrt{x}) e^{\sqrt{x}} dx = 2x e^{\sqrt{x}} + C_1 \),代入后得 \( y = 2x + C e^{-\sqrt{x}} \)。
- 利用初始条件 \( y(1)=3 \) 解得 \( C = e \),从而 \( y = 2x + e^{1-\sqrt{x}} \)。
整个求解过程逻辑完整,计算无误。尽管在积分计算时写法与标准答案略有不同(标准答案用了分部积分抵消的技巧,学生用了分部积分并合并),但结果正确,属于思路正确不扣分的情形。因此微分方程求解部分可得满分(6分)。
(2)渐近线求解部分(满分约4分)
学生正确分析了斜渐近线和铅直渐近线:
- 斜渐近线:计算 \( \lim_{x\to +\infty} \frac{y}{x} = 2 \),\( \lim_{x\to +\infty} (y-2x) = 0 \),从而得到斜渐近线 \( y=2x \)。计算过程正确。
- 铅直渐近线:指出定义域为 \([0,+\infty)\),并说明不存在 \( x_0 \) 使极限为无穷,因此无铅直渐近线。分析正确。
- 学生未单独讨论水平渐近线,但由 \( \lim_{x\to +\infty} y = +\infty \) 可知无水平渐近线,这一结论隐含在分析中,不扣分。
渐近线部分解答完整且正确,可得满分(4分)。
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