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2025年考研数学(一)考试试题 - 第20题回答
高等数学
发布于2026年4月8日 19:40
阅读数 25


评分及理由

(1)得分及理由(满分12分)

学生作答的整体思路与标准答案一致:使用高斯公式将曲面积分转化为三重积分减去底面的曲面积分。具体步骤包括:

  1. 识别曲面是由z轴绕直线x=y=z旋转得到的圆锥面,曲面介于平面x+y+z=0与x+y+z=1之间,外侧方向。
  2. 补上底面S(即平面x+y+z=1上的圆域,方向向上),构成闭合曲面。
  3. 对闭合曲面应用高斯公式,得到三重积分。
  4. 计算圆锥体的体积和高斯公式中的散度(散度为3),从而得到三重积分的结果。
  5. 计算底面的曲面积分,并最终用闭合曲面的积分减去底面积分得到所求积分。

学生的计算过程存在一些笔误和表述不清的地方:

  • 在第一次识别结果中,将“圆心”误写为“底面圆心”,但结合上下文可判断为识别或笔误,不影响核心逻辑。
  • 在公式书写上,有“\(\iint_{z_1\cup z_2} ydydz+(y + 1)dzdx+(z + 2)dxdy\)”这样的表达式,其中被积函数第一项写成了“y”,而题目和后续计算都是“x”,这可能是识别错误。但后续计算中使用了正确的被积函数“x”,且最终结果正确,因此判断为笔误,不扣分。
  • 在计算底面曲面积分时,学生的表达式“\(\frac{4\sqrt{3}}{3}\pi-\frac{8\sqrt{3}}{9}\pi\)”中间过程有跳跃,且出现了“\(\frac{2\sqrt{3}}{9}\pi\)”的重复项,这可能是书写或识别混乱。但最终结果“\(-\frac{2\sqrt{3}}{3}\pi\)”与标准答案“\(-\frac{2\sqrt{3}\pi}{3}\)”完全一致。

根据打分要求:思路正确不扣分;对于识别错误或笔误,若不影响核心逻辑和最终结果,不扣分。学生答案的核心逻辑、关键步骤(使用高斯公式、补面、计算体积和底面积分)以及最终结果均正确。

因此,本题给予满分12分。

题目总分:12分

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