【摘 要】教材試題的衍生是命題者命制試題的主要手段。對近幾年江蘇高考數(shù)學(xué)試題進(jìn)行了研究,總結(jié)提煉出教材試題衍生的方法:“從特殊生長到鄰近,從鄰近生長到一般”、“組合生成,逆向衍生”與“背景轉(zhuǎn)換,代數(shù)與幾何跨界”等,并對衍生試題的分析提供了方法。
【關(guān)鍵詞】命制試題;江蘇高考數(shù)學(xué);試題衍生;衍生試題的分析
試題源于教材, 絕大多數(shù)高考試題是教材習(xí)題的變式衍生。本文論述了教材試題衍生方法及衍生試題分析。
一、從特殊生長到鄰近,從鄰近生長到一般
從“特殊問題”(問題原型)生長到特殊問題“鄰近問題”,再從“鄰近問題”生長到“一般性問題”。
試題原型 設(shè)x是實數(shù),求證:2x+2-x≥2
分析知原命題當(dāng)且僅當(dāng)x=0時取等號,即g(x)=2x+2-x-2有且只有1個零點。從“語言互譯”角度命制“鄰近問題”,形成1稿。
1稿 設(shè)x∈R,求證:g(x)=2x+2-x-2有且只有1個零點。分析知將“a=,b=2”推廣到“01”,若g(x)=ax+bx-2有且只有1個零點,則ab值依然為1。從“命題推廣”與“條件與結(jié)論互換”角度命制“一般性問題”,形成2稿。
2稿 已知f(x)=ax+bx,其中01,g(x)=f(x)-2有且只有1個零點,求ab值
二、組合生成,逆向衍生
將兩個或兩個以上試題進(jìn)行組合嫁接, 生長成新試題。將新試題條件與結(jié)論互換,逆向衍生增加試題難度,使其具有壓軸性。
題1(蘇教版必修5教材第105頁思考運用13(1))設(shè)f(x)=(m+1)x2-mx+m-1,若方程f(x)=0有實根,則實數(shù)m的取值范圍是____
題1“鄰近問題”若方程x2+(a-1)x+1-a=0有兩不等實根,求實數(shù)a的范圍。
題2(蘇教版必修1教材第96頁練習(xí)5)利用計算器,求方程x3=2x+1的近似解。
題2 “別解”思路 本題也可不用計算器計算,設(shè)f(x)=x3-2x-1.∵f(-1)=0∴x1=-1是方程的解.∴f(x)=(x+1)(x2-x-1)
將題1“鄰近問題”與題2“別解”用“組合法”與“語言互譯”編擬,形成1稿
1稿 當(dāng)f(x)=(x+1)[x2+(a-1)x+1-a)]有3個不同的零點時,求a的范圍。
1稿修改 由于(x+1)[x2+(a-1)x+1-a]=x3+ax2+1-a,發(fā)現(xiàn)等號右邊三次式的二次項系數(shù)與常數(shù)項和為1。引入?yún)?shù)c替換1,“條件與結(jié)論互換”后求c,形成2稿。
2稿 當(dāng)f(x)=x3+ax2+c-a(c是與a無關(guān)的常數(shù))有3個不同零點時,a的取值范圍恰好是(-∞,-3)∪(1,)∪(,+∞),求c值。
三、背景轉(zhuǎn)換,代數(shù)與幾何跨界
同一數(shù)學(xué)問題,轉(zhuǎn)換其呈現(xiàn)背景后,借助背景力量可改變問題難度,也可實現(xiàn)代數(shù)與幾何跨界,生成新問題。
教材習(xí)題 求函數(shù)y=sin2θcosθ(0≤θ≤)最大值。試題修改:用“背景轉(zhuǎn)換法”對教材習(xí)題處理,有兩種處理方向:①處理成側(cè)棱長為1,高線長未知的正四棱錐體積;②處理成母線長為1,高線長未知的圓錐體積。為使處理情況具有一般性,將“側(cè)棱長為1”、“母線長為1”均改為“長為a”.
(1)按處理方向①處理,形成1稿。
1稿 已知正四棱錐P-A1B1C1D1高為PO1,側(cè)棱長為a(a>0),記∠A1PO1=θ(0<θ<),求其體積V最大值及此時PO1長。
2稿 現(xiàn)設(shè)計一倉庫,上部分形狀為正四棱錐P-A1B1C1D1,其側(cè)棱長為a(a>0),其底面正方形中心為O1,下部分形狀為正四棱柱ABCD-A1B1C1D1,其底面正方形中心為O,要求正四棱柱高O1O是正四棱錐高PO1的k(k>0)倍,求倉庫容積V最大時PO1長。
2稿簡析:記∠A1PO1=θ(0<θ<),V≤(+2k)a3,PO1max=acosθ=a。
2016年江蘇高考第17題為2稿特例(高考題為a=6,k=4情況)
(2)按處理方向②處理,形成問題變式。
變式 現(xiàn)設(shè)計一倉庫,上部分形狀是頂點為P,底面圓圓心為O1的圓錐,其母線長為a(a>0),下部分形狀是底面圓面積與上部分圓錐的底面圓面積相等的圓柱,其下底面圓圓心為O,要求圓柱高O1O是圓錐高PO1的k(k>0)倍,求倉庫容積V最大時PO1長。
四、衍生試題的合理性分析
①驗證“條件與結(jié)論互換”后的合理性。如本文第一部分的推廣,通過計算與反證法論證后,發(fā)現(xiàn)“ab值依然為1”。②從代數(shù)問題跨界到幾何,借助幾何背景命制試題時,需注意變量范圍是否受到幾何圖形限制?!皩嶋H運用類”試題命制,為保證計算結(jié)果數(shù)據(jù)美觀,先構(gòu)造計算結(jié)果美觀的方程或不等式。根據(jù)構(gòu)造好的方程或不等式逆推并結(jié)合實際問題背景,生成新試題。此過程,也需注意自變量范圍。③用“命題推廣”衍生試題時,需注意推廣是否具有合理性。④用“組合法”衍生試題時,用來“組合”的試題間需銜接自然,切忌將試題“強行”組合。⑤用“語言互譯”衍生試題時,轉(zhuǎn)譯前后試題切忌產(chǎn)生歧義。
【參考文獻(xiàn)】
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