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(湖州中學 浙江湖州 313000)
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浙江試題八方關注
●馮寅
(湖州中學 浙江湖州 313000)
浙江省高考數(shù)學自主命題已有14年,這14年積累了豐富的數(shù)學試題,出現(xiàn)了一批新穎的好題.這些題目都是高中數(shù)學教學的好素材,整理和分析這些題目可以幫助我們進一步了解高考,有針對性地教學與復習.
數(shù)學高考題;關注;問題本質
2004年至今,浙江省數(shù)學高考自主命題已經歷了 14年.在這14年中,浙江省數(shù)學高考試題得到了多方的關注,試題本身也關注了高中數(shù)學教學的許多方面:從知識到方法、從思維到能力、從熱點到冷點、從概念與理解到思考與角度等[1].筆者將從8個方面談談浙江省數(shù)學高考試題的特點.
數(shù)學概念就是數(shù)學的本質,它是學習數(shù)學的基礎.解決數(shù)學問題應該從正確理解概念出發(fā),抓住概念的本質,這樣才能幫助我們更好地制定解題策略.
例1存在函數(shù)f(x)滿足:對于任意x∈R,都有
( ) A.f(sin 2x)=sinxB.f(sin 2x)=x2+x
C.f(x2+1)=|x+1| D.f(x2+2x)=|x+1|
分析該問題的核心是函數(shù)的概念.是否存在函數(shù)f(x)滿足條件,就是從函數(shù)的定義出發(fā),關注定義“對任意的x,有唯一的y與它對應”.此類問題常利用代換的方法來研究,不妨以選項C為例進行說明[2].
選項C的分析:設x2+1=t,則
從而f(x2+1)=|x+1|可轉化為
對任意的t,f(t)不唯一,因此,這樣的函數(shù)f(x)不存在.
那么,上面哪個選項通過代換能做到任意唯一呢?
同理分析選項D:設x2+2x=t,則
分析4個選項可以知道,除了選項D,其他3個選項作t的代換后都不能得到“對任意的t,有唯一確定的x”.選項D中的函數(shù)可以做到“對任意的t,f(t)唯一”,符合函數(shù)的定義.
數(shù)學的問題千變萬化,不同的理解和認識會得出不同的解決方案.因此,在教學中要善于觀察、善于思考,這樣才能幫助我們找到合理的途徑來解決問題、拓寬思路,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力.
分析此題對|a·e|+|b·e|的理解是關鍵.從不同的角度來理解|a·e|+|b·e|,可以產生不同的解題策略.
角度1利用絕對值的概念.因為
|a·e|+|b·e|=
圖1
數(shù)學中有些量是確定的,有些量是變化的,有些量的變化按某種特定規(guī)律,有些量的變化是隨機的、不可預測的.而我們遇到的許多問題,都是在變化中進行的,若能發(fā)現(xiàn)變化中的不變量,并抓住其確定的數(shù)學本質,就可以使問題迎刃而解.
圖2 圖3
分析在圖形變化的過程中,應尋找確定的關系、確定的量,來體現(xiàn)直線與直線所成角的變化規(guī)律.
本質1點B,D在AC上的投影確定.
設θ為直線AC與BD′所成的角,則
即
本質2點D的軌跡確定.
圖4
四邊形ABCD在沿直線AC將△ACD翻折的過程中,點D的軌跡是以E為圓心、DE為半徑的圓.利用這一特點,可產生新的思路.
由題意,AC垂直于⊙E所在平面,作BB′垂直于⊙E所在平面,則直線AC與BD′所成的角就是直線BB′與BD′所成的角(如圖4所示).要使cos∠B′BD′最大,就是要使B′D′最小,因為點D′在⊙E上,所以B′D′的最小值為
數(shù)學問題的表達形式多樣,合理正確的表達使問題簡潔明確.對問題表達的正確轉化,也可使問題的本質更清楚.問題的解決也要合適表達,明確的思路可使表達更清楚易懂.
例4已知a≥3,函數(shù)F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2}.
1)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范圍.
2)①求F(x)的最小值m(a);②求F(x)在區(qū)間[0,6]上的最大值M(a).
分析本題對“函數(shù)F(x)的表達”的理解是解決問題的起點,已知條件把分段函數(shù)的表達形式巧妙地融合在了一起,更好地展示了F(x)這個函數(shù)的特點:取兩個函數(shù)f(x)=2|x-1|和g(x)=x2-2ax+4a-2函數(shù)值小的部分.
1)等式F(x)=x2-ax+4a-2成立的x的取值范圍,就是x2-2ax+4a-2≤2|x-1|成立的x的范圍,很快求出不等式的解集為[2,2a].
2)由F(x)的含義可知,求F(x)的最小值m(a),就是求f(x)=2|x-1|和g(x)=x2-2ax+4a-2最小值的最小值,即
m(a)=min{f(1),g(a)},
故
求F(x)的最大值M(a).需抓住函數(shù)特點,從函數(shù)值的變化進行分析,抓住兩個函數(shù)f(x),g(x)的圖像都過定點(2,2)的特征.當0≤x≤2時,
F(x)≤f(x)≤max{f(0),f(2)}=2=F(2);
當 2 F(x)≤g(x)≤max{g(2),g(6)}= max{2,34-8a}, 故 數(shù)學問題的解決需要深刻的分析和仔細的計算.對所需解決的問題進行透徹分析,為后續(xù)計算提供正確的方法和簡便的計算,精確的計算也為問題的直觀分析、判斷提供了證明[3]. 例5已知等差數(shù)列{an}的公差為d,等比數(shù)列{bn}的公比為q,設{an},{bn}的前n項和分別為Sn,Tn.若n2(Tn+1)=2nSn,其中n∈N*,則d=______,q=______. 分析這是一個常見的等差數(shù)列和等比數(shù)列問題,可以設兩個數(shù)列的基本量來求解.因為等式n2(Tn+1)=2nSn對任意自然數(shù)n成立,所以可以讓n取不同的值得到相應的等式.因為兩個數(shù)列共有4個基本量,故可取n=1,2,3,4得到4個等式來求a1,d,b1,q.但計算不容易! 其實,在計算之前我們應先根據(jù)等差數(shù)列和等比數(shù)列前n項和的結構特點來分析思考:等差數(shù)列前n項和的形式一定是 等比數(shù)列前n項和的形式一定是 根據(jù)已知條件 由等式恒成立解得 數(shù)學的廣泛運用,使人們對數(shù)學的重要性有深刻的認識.中學數(shù)學是數(shù)學的基礎,但也和生活實際密切相關.我們可以從抽象的數(shù)學問題中體會到實際背景,也可從實際問題中提煉出數(shù)學問題并加以解決. 1)證明:|an|≥2n-1(|a1|-2). 分析此題看似是一個單純的數(shù)列問題,其實它可以有多種不同的背景.例如,有一筆資金用于投資,若以后每一天的資金都比前一天翻一番且至多有2萬元的誤差,由此可得到結論:若有一天資金總值超過2萬元,那么,資金總值將以2為底的指數(shù)爆炸式增長,或永遠不超過2萬元. 數(shù)學問題可以有許多種不同的表達形式和解決方法,但它的核心是清楚的、本質是不變的.只有抓住了問題的核心與本質,才能使問題的解決更清楚透徹. 推理與證明是人們思維活動的過程,是根據(jù)一個或幾個已知的判斷來確定一個新的判斷的思維過程,是解決數(shù)學問題的重要手段.推理與證明相輔相成,密切聯(lián)系.探索新的結論,并提供解決問題的思路和方法,感受推理與證明在數(shù)學中的作用,可以養(yǎng)成“言之有理,論證有據(jù)”的習慣. 1)an+1 分析該問題的證明形式多樣,有等式也有不等式;證明手段多樣,可以推理證明也可歸納證明,方法眾多且各具特色. 于是 an+1 又因為a1=1,所以 因此,當n≥2時, 注:以上3個問題都可以用數(shù)學歸納法加以證明.8關注條件與轉化 數(shù)學問題的條件形式多樣,不同類型的條件有各自不同的作用:有些條件提供各種關系,有些條件提供一些數(shù)據(jù),有些條件提供圖像的特點等等.當我們從陌生的條件中整理出熟悉的線索、在條件之間發(fā)現(xiàn)它們之間的聯(lián)系時,就抓住了問題的核心,整理出來就是解決問題的思路. 例8已知f(x),g(x)都是偶函數(shù),且都在[0,+∞]上單調遞增,設函數(shù)F(x)=f(x)+g(1-x)-|f(x)-g(1-x)| .若a>0,則 ( ) A.F(-a)≥F(a)且F(1+a)≥F(1-a) B.F(-a)≥F(a)且F(1+a)≤F(1-a) C.F(-a)≤F(a)且F(1+a)≥F(1-a) D.F(-a)≤F(a)且F(1+a)≤F(1-a) 分析理解函數(shù)F(x)=f(x)+g(1-x)-|f(x)-g(1-x)|的表達式是問題的關鍵.其實,為了把絕對值去掉,可以進行分類討論,即可將F(x)理解為一個分段函數(shù): 但這樣的理解很難有進一步的解決策略. 從取絕對值的分類過程,可以理解為:F(x)=2min{f(x),g(1-x)},這樣的表達將有助于我們解決問題.該問題的本質就是要比較F(a)與F(-a)、F(1-a)與F(1+a)的大小. 先來看看這幾個函數(shù)值的特點: 1)比較F(a)與F(-a)的大小. 因為F(a)=2min{f(a),g(1-a)},F(-a)=2min{f(-a),g(1+a)},又已知函數(shù)f(x)是偶函數(shù),從而 f(-a)=f(a); 于是 F(a)=2min{f(a),g(1-a)}, F(-a)=2min{f(a),g(1+a)}. 顯然,要比較F(a)與F(-a)的大小,只要比較g(1-a)與g(1+a)的大小.已知g(x)是偶函數(shù),那么g(1-a)=g(|1-a|).因此,當a>0時,只要比較|1-a|與1+a的大小即可.顯然|1-a|≤1+a,那么F(-a)≥F(a). 2)比較F(1-a)與F(1+a)的大小. 根據(jù)F(a)與F(-a)的大小比較,因為 F(1-a)=2min{f(1-a),g(a)}, F(1+a)= 2min{f(1+a),g(-a)}= 2min{f(1+a),g(a)}, 而f(|1-a|)≤f(1+a),所以 F(1-a)≤F(1+a). 數(shù)學的教學需要我們認真思考、不斷分析,既要抓住教學的重點、難點,也要關注考試的重點、方向,這樣才能使我們的教學更加有效、高效. [1] 浙江省教育考試院.2017年浙江省普通高考考試說明[M]. 杭州:浙江攝影出版社, 2016(10):26-35. [2] 高考數(shù)學研究組. 浙江高考數(shù)學2004一路走來[M]. 杭州:浙江大學出版社,2016. [3] 朱偉義,曹鳳山. 大道至簡 悟者天成——2016年浙江省數(shù)學高考試題簡析及有關高考復習的思考[J]. 中學教研(數(shù)學), 2016(8):36-39. 2017-01-15; 2017-03-03 馮 寅(1962-),男,浙江湖州人,浙江省特級教師.研究方向:數(shù)學教育. O12 :A :1003-6407(2017)07-42-045 關注計算與分析
6 關注模型與應用
7 關注推理與證明