☉甘肅省白銀市第一中學(xué) 胡貴平
提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),發(fā)展思維能力是高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)應(yīng)該關(guān)注的焦點,尤其針對經(jīng)典例題的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生把握數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì),感悟數(shù)學(xué)的思想,提高復(fù)習(xí)效率.
“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”是高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念之一,探究性試題在高考以能力立意已成為高考命題的指導(dǎo)思想,以探究性學(xué)習(xí)為命題背景的探究性試題,在數(shù)學(xué)高考中出現(xiàn)得越來越多.通過探究性學(xué)習(xí),有效地提高學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)和創(chuàng)造性解決問題的能力.
例1(2013年全國卷Ⅱ·理10·文11)已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c,下列結(jié)論中錯誤的是( ).
A.?x0∈R,f(x0)=0
B.函數(shù)y=f(x)的圖像是中心對稱圖形
C.若x0是f(x)的極小值點,則f(x)在區(qū)間(-∞,x0)上單調(diào)遞減
D.若x0是f(x)的極值點,則f′(x0)=0
解析:對于A選項,當(dāng)x→+∞,x3→+∞,ax2+bx+c增長得慢,可以忽略,則f(x)→+∞;當(dāng)x→-∞,x3→-∞,ax2+bx+c可以忽略,則f(x)→-∞,又函數(shù)是連續(xù)函數(shù),根據(jù)零點存在定理,必?x0∈R,f(x0)=0,這就是極限思想的滲透,故A正確.
對于C選項,f′(x)=3x2+2ax+b.
(1)當(dāng)Δ=4a2-12b≤0時,f′(x)≥0,故f(x)在R上單調(diào)遞增,此時不存在極值點.
當(dāng)Δ=4a2-12b>0時,f′(x)=0有兩解,不妨設(shè)為x1<x2,f′(x),f(x)隨x的變化情況列表如下:
x (-∞,x1) x1 (x1,x2) x2 (x1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)單調(diào)遞增極大值單調(diào)遞減極小值單調(diào)遞增
由表格可知,x2是極小值點,但是f(x)在區(qū)間(-∞,x2)上不具有單調(diào)性,故C不正確.
對于D選項,由極值點處的導(dǎo)數(shù)等于0知,D正確.
B選項是圖像變換,考查對稱中心,三次函數(shù)是否有對稱中心,如果有對稱中心,又該怎么求?課堂探究的一個過程:三次函數(shù)f(x)=ax3的圖像關(guān)于原點(0,0)對稱.
推論1:三次函數(shù)f(x)=ax3+cx的圖像關(guān)于原點(0,0)對稱.
推論2:三次函數(shù)f(x)=a(x-m)3+c(x-m)的圖像關(guān)于點(m,0)對稱.
推論3:三次函數(shù)f(x)=a(x-m)3+c(x-m)+n的圖像關(guān)于點(m,n)對稱,即關(guān)于點(m,f(m))對稱.
如果三次函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d能寫成f(x)=a(xm)3+p(x-m)+n的形式,由推論3就能得到三次函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d是中心對稱圖形,其對稱中心是(m,n),即關(guān)于點(m,f(m))對稱.
下面用待定系數(shù)法解決這個問題.
f(x)=a(x-m)3+c(x-m)+n=ax3-3amx2+(3am2+p)xam3+n-pm,
令ax3+bx2+cx+d=ax3-3amx2+(3am2+p)x-am3+n-pm.
所以三次函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d的圖像關(guān)于點對稱,觀察三次函數(shù)的導(dǎo)數(shù)f′(x)=3ax2+2bx+c,其對稱軸恰好是,即對稱中心的橫坐標(biāo).其實,對于可導(dǎo)函數(shù),若y=f(x)的圖像關(guān)于點A(m,n)對稱,則y=f′(x)的圖像關(guān)于直線x=m對稱.
答案:f(′x)=x2-2x+2,其對稱軸恰好是x=1,所以函數(shù)(fx)=x3-x2+2x-1的對稱中心是
高三復(fù)習(xí)中,總有些知識點是很多學(xué)生容易出現(xiàn)錯誤的,犯錯誤的原因有些是學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解有偏差,認(rèn)識片面,有些是教師對教學(xué)的難點把握不準(zhǔn),重視不夠.糾錯是通過學(xué)生的切身體會,認(rèn)識錯誤,總結(jié)經(jīng)驗使知識重組再建,實現(xiàn)能力的提高,思維的拓展.同時也讓教師反思教學(xué)、優(yōu)化教學(xué).
例2 (2015年全國卷Ⅱ·理·文22)在直角坐標(biāo)系xOy中,曲線(t為參數(shù),t≠0),其中0≤α<π,在以O(shè)為極點,x軸正半軸為極軸的極坐標(biāo)系中,曲線C2:ρ=2sinθ,C3:ρ=2cosθ.
(1)求C2與C3交點的直角坐標(biāo);
(2)若C1與C2相交于點A,C1與C3相交于點B,求|AB|的最大值.
錯解:(1)曲線C2:ρ=2sinθ,C3:ρ=2cosθ.
錯解剖析:在直角坐標(biāo)系中,兩曲線的交點的坐標(biāo)就是兩曲線方程的公共解,然而在極坐標(biāo)系中,求兩曲線交點的問題卻要復(fù)雜得多.如果ρ≥0,0≤θ<2π,除極點O(0,θ)外,平面上任意一點P與其坐標(biāo)(ρ,θ)之間成一一對應(yīng).如果ρ∈R,θ∈R,平面上任意一點P與其坐標(biāo)(ρ,θ)之間不是一一對應(yīng),極點的坐標(biāo)有無窮多個(0,θ),θ可以為任意實數(shù).非極點的坐標(biāo)也有無窮多個,若(ρ,θ)是一個點P的坐標(biāo),則((-1)kρ,θ+kπ)也是點P的坐標(biāo).在極坐標(biāo)系中,對于以方程f(ρ,θ)=0所表示的曲線上的一點,其所有極坐標(biāo)有時并不都滿足此方程,而可能只有一部分極坐標(biāo)滿足此方程.反之,對于一點P,它的某個極坐標(biāo)(ρ0,θ0),如果不滿足方程f(ρ,θ)=0,還不足以說明P點不在以方程f(ρ,θ)=0所表示的曲線上,只有它的所有極坐標(biāo)((-1)kρ,θ+kπ)都不滿足方程f(ρ,θ)=0時,才能說明P點不在以方程f(ρ,θ)=0所表示的曲線上.例如,如圖1,圓ρ=3與直線θ=的交點,圓與直線交點的極坐標(biāo)
圖1
在極坐標(biāo)系中,方程f((-1)kρ,θ+kπ)=0與方程f(ρ,θ)=0所表示的曲線完全一樣.那么在極坐標(biāo)系中,如何求兩曲線C1:f(ρ,θ)=0與C2:g(ρ,θ)=0交點呢?首先令ρ=0,若一元方程f(0,θ)=0與g(0,θ)=0同時有解(不一定相同),則極點就是兩曲線的一個交點,否則,極點不是它們的交點,再由(k為整數(shù))或(k為整數(shù))進行判定交點.
解法1:(1)曲線C2:ρ=2sinθ,C3:ρ=2cosθ,令ρ=0,顯然兩方程均有解,極點是它們的一個交點.
所以C2與C3的交點的極坐標(biāo)為(0,0)和
故C2與C3的交點的直角坐標(biāo)為(0,0)和
解法2:(1)曲線C2的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2y=0,曲線C3的直角坐標(biāo)方程為x2+y2-2x=0,聯(lián)立方程
所以C2與C3的交點的直角坐標(biāo)為(0,0)和
練習(xí):求兩圓ρ=sinθ與ρ=cosθ的交點的極坐標(biāo).
圖2