评分及理由
(1)得分及理由(满分10分)
学生作答分为两次识别,但内容实质相同。整体思路与标准答案基本一致:利用区域关于y轴对称,将积分拆分为两部分,其中奇函数部分为零,偶函数部分化为半区域上的二重积分并计算。但在关键的计算步骤中出现了错误:
- 学生计算内层积分 \(\int_{0}^{y} \frac{x^{2}-y^{2}}{x^{2}+y^{2}} dx\) 时,得到结果为 \(y - \frac{\pi}{2} y\),这相当于 \(y(1 - \frac{\pi}{2})\)。
- 而标准答案中对应部分(即 \(I_1\) 中的 \( -2\iint_{D} \frac{y^2}{x^2+y^2} dxdy \) 在半区域上计算)得到的是 \(\frac{\pi}{4} y\),因此整个被积函数在半区域上的积分应为 \(y - 2 \cdot \frac{\pi}{4} y = y - \frac{\pi}{2} y\),这与学生得到的内层积分表达式一致。
- 但是,学生在后续计算 \(2\int_{0}^{1} (y - \frac{\pi}{2} y) dy\) 时,错误地提取了系数,写成了 \(2(1-\frac{\pi}{2})\int_{0}^{1} y dy\),这实际上是将 \(y - \frac{\pi}{2} y\) 错误地因式分解为 \((1-\frac{\pi}{2})y\),然后乘以2得到 \(2(1-\frac{\pi}{2})\int_{0}^{1} y dy = 2(1-\frac{\pi}{2}) \cdot \frac{1}{2} = 1 - \frac{\pi}{4}\)。
- 正确的计算应为:\(2\int_{0}^{1} (y - \frac{\pi}{2} y) dy = 2\int_{0}^{1} (1 - \frac{\pi}{2}) y \, dy = 2(1 - \frac{\pi}{2}) \cdot \frac{1}{2} = 1 - \frac{\pi}{2}\)。学生错误地将结果算成了 \(1 - \frac{\pi}{4}\),这是计算过程中的算术错误。
因此,学生的思路完全正确,但在最后的数值计算上出现了错误。根据评分要求,逻辑错误需要扣分。该错误属于计算错误,导致最终答案不正确。考虑到题目...
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