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2025年考研数学(二)考试试题 - 第20题回答
高等数学2
发布于2025年12月14日 20:07
阅读数 6


评分及理由

(1)得分及理由(满分12分)

本题满分12分。学生作答展示了两种方法(极坐标和直角坐标)来分析积分区域和建立积分表达式,思路基本正确,但存在关键的逻辑错误和计算未完成。

具体评分如下:

  • 区域分析(2分):学生正确将两个不等式转化为圆的标准方程,并指出区域由两个圆相交而成,得2分。
  • 对称性利用(0分):标准答案中利用对称性简化计算是本题的关键步骤,学生作答中完全没有提及,因此这部分不得分。
  • 极坐标方法建立(2分):学生正确进行了极坐标变换,并将被积函数 \((x-y)^2\) 写为 \(r^2 - 2r^2\cos\theta\sin\theta\)。在确定积分区域 \(D_1\) 时,学生给出的 \(\theta\) 范围 \([0, \pi/4]\) 和 \(r\) 范围 \([0, 4\cos\theta]\) 是错误的。这个 \(r\) 范围仅对应第一个圆 \(r=4\cos\theta\) 的边界,但区域 \(D\) 是两个圆的交集,在 \(\theta \in [0, \pi/4]\) 内,\(r\) 的上限应由两个圆中较小的 \(r\) 值决定,即 \(r \leq \min(4\cos\theta, 4\sin\theta)\)。学生忽略了 \(r=4\sin\theta\) 的约束,这是一个严重的逻辑错误,扣2分。但由于其后续计算是基于这个错误的积分限进行的,且计算未完成,因此只扣除建立部分的分数。
  • 极坐标计算过程(0分):学生的计算从 \(\int r^3 - 2r^3\cos\theta\sin\theta dr\) 开始,积分结果写为 \(\frac{1}{4}r^4 - \frac{1}{2}r^4\cos\theta\sin\theta\),这是正确的。但在代入上限 \(4\cos\theta\) 后,化简过程出现错误(如将 \((4\cos\theta)^4\) 的系数处理错误,并引入了未定义的表达式“\((1-\sin2\theta)(4\cos\theta)^4\)”),且最终没有算出数值结果。由于积分限本身就是错误的,且计算过程混乱、未完成,因此这部分不得分。
  • 直角坐标方法(1分):学生列出了直角坐标下的积分表达式,积分限设置基本正确(反映了区域边界),得1分。但同样没有进行计算。
  • 最终答案(0分):学生...
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