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2023年考研数学(三)考试试题 - 第12题回答
高等数学
发布于2025年12月15日 12:12
阅读数 208

π/3


评分及理由

(1)得分及理由(满分5分)

学生给出的答案为 \(\pi/3\),与标准答案 \(\frac{\pi}{3}\) 完全一致。

该题考查全微分的积分与路径无关的条件。已知 \(df(x, y) = \frac{x dy - y dx}{x^2 + y^2}\),容易验证 \(\frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{-y}{x^2+y^2}\right) = \frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{x}{x^2+y^2}\right)\) 在单连通区域(如第一象限)成立,因此该微分形式是某个函数的全微分。积分时可以选择从 \((1,1)\) 到 \((\sqrt{3},3)\) 的路径,例如先沿径向到半径相同的点,再沿圆弧;或者直接观察到该微分形式与极角 \(\theta = \arctan(y/x)\) 的全微分 \(d\theta = \frac{x dy - y dx}{x^2+y^2}\) 相同(相差常数)。由 \(f(1,1)=\pi/4\) 知 \(f(x,y) = \arctan(y/x) + C\),代入 \((1,1)\) 得 \(C=0\),所以 \(f(x,y) = \arctan(y/x)\)。计算 \(f(\sqrt{3}, 3) = \arctan(3/\sqrt{3}) = \arctan(\sqrt{3}) = \pi/3\)。

学生答案正确,且无逻辑错误,因此得满分5分。

题目总分:5分

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