ASP.NET 2.0 e 4.0 parecem tratar a URL raiz de maneira diferente na autenticação de formulários

Se tiver o seguinteweb.config:

<configuration>
  <system.web>
    <authentication mode="Forms">
      <forms name="MembershipCookie" 
             loginUrl="Login.aspx" 
             protection="All" 
             timeout="525600" 
             slidingExpiration="true" 
             enableCrossAppRedirects="true" 
             path="/" />
    </authentication>
    <authorization>
      <deny users="?"  />
    </authorization>
  </system.web>
  <location path="Default.aspx">
    <system.web>
      <authorization>
        <allow users="*"/>
      </authorization>
    </system.web>
  </location>
</configuration>

O aplicativo é um aplicativo ASP.NET 2.0 em execução no Windows 2008R2 / IIS7.5.

Se o pool de aplicativos do site estiver configurado para executar o ASP.NET 2.0 e eu procurarhttp://example.com entãoDefault.aspx é renderizado conforme o esperado das regras acima.

No entanto, se o pool de aplicativos estiver definido para executar o ASP.NET 4.0, eu sou redirecionado para a página de logon. Se eu especificar explicitamentehttp://example.com/default.aspx então tudo está bem edefault.aspx processa.

Eu tentei reescrever/ -> /default.aspx (usando o IIS UrlRewriter 2.0), mas como o resultado ainda é o mesmo, sou expulso da página de login.

Eu também tentei isso com um aplicativo ASP.NET 4.0 com o mesmo resultado (que é onde o problema surgiu inicialmente). O motivo pelo qual tentei isso com um aplicativo 2.0 foi verificar se havia uma mudança de comportamento e parece que/ é tratado de forma diferente no 4.0.

Então, para resumir, usando a configuração acima, é observado o seguinte:

ASP.NET Version  Url                                 Behaviour
-------------------------------------------------------------------------
2.0              http://example.com                  Renders Default.aspx
2.0              http://example.com/Default.aspx     Renders Default.aspx
4.0              http://example.com                  Redirects to Login.aspx
4.0              http://example.com/Default.aspx     Renders Default.aspx

É uma mudança de bug / quebra ou perdi algo óbvio?

Atualizar:

Cheguei ao final desta questão, veja minha própria resposta abaixo.

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