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评分及理由
(1)得分及理由(满分6分)
学生答案:面积计算结果为 \(\frac{\sqrt{2}}{2}\)。
标准答案:面积为 \(\ln(1+\sqrt{2})\)。
分析:学生将面积积分错误地写为 \(\int_{1}^{+\infty} \frac{1}{\sqrt{1+x^2}} dx\),而根据题目区域 \(D\),正确的被积函数应为 \(\frac{1}{x\sqrt{1+x^2}}\)。学生的被积函数缺少了分母中的 \(x\),这是一个根本性的逻辑错误,导致后续计算虽然过程复杂但结果错误。因此,本题不能得分。
扣分:由于核心逻辑错误(被积函数错误),扣6分。
得分:0分。
(2)得分及理由(满分6分)
学生答案:体积计算结果为 \((\sqrt{2}-1)\pi\)。
标准答案:体积为 \(\pi(1 - \frac{\pi}{4})\)。
分析:学生正确地写出了旋转体体积公式 \(V = \pi \int_{1}^{+\infty} y^2 dx\),并代入 \(y = \frac{1}{x\sqrt{1+x^2}}\),得到被积函数 \(\frac{1}{x^2(1+x^2)}\)。然而,在第二次识别的文字描述中,积分表达式被误写为 \(\frac{dx}{x^2(1+x)}\)(缺少了 \(x^2\) 的平方),但根据其后续的换元步骤 \(\pi\int \frac{\cos\theta}{\sin^2\theta}d\theta\) 来看,实际计算使用的是正确的被积函数 \(\frac{1}{x^2(1+x^2)}\)。学生的换元法(\(x = \tan\theta\),再令 \(u = \sin\theta\))是可行的,并且计算过程正确,得到了中间结果 \(\pi \int_{\frac{\sqrt{2}}{2}}^{1} \frac{du}{u^2}\)。但是,该积分的正确结果是 \(\pi(1 - \frac{\sqrt{2}}{2})\),而学生计算得出 \(\pi(\sqrt{2}-1)\),说明在最后一步定积分计算时出现错误:
\[-\pi \cdot \frac{1}{u} \bigg|_{\frac{\sqrt{2}}{2}}^{1} = -\pi (1 - \frac{2}{\sqrt{2}}) = -\pi...
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