☉四川內江師范學院數(shù)學與信息科學學院 劉成龍
☉四川省瀘州市瀘州高級中學 呂榮春
百度百科對質疑的解釋是提出疑問.提出疑問是創(chuàng)新的重要表現(xiàn),敢于質疑是科學研究的良好品格.有質疑、有爭鳴才能喚醒固化的思維,才能在碰撞中閃現(xiàn)智慧的火花.2018年全國卷Ⅲ理科第21題(下文簡稱21題)無論是參考答案,還是試題命題上都存在值得質疑的地方,本文將從四個角度對21題提出質疑.
已知函數(shù)f(x)=(2+x+ax2)ln(x+1)-2x.
(Ⅰ)若a=0,證明:當-1<x<0時,f(x)<0;當x>0時,f(x)>0.
(Ⅱ)若x=0是f(x)的極大值點,求a.
答案是試題的重要組成部分.考試中心提供的(Ⅱ)的參考答案(華西都市報刊登)有不妥之處,為了行文方便先摘錄如下:
(Ⅱ)(?。┯桑á瘢┲?,當x>0時,f(x)>(2+x)ln(1+x)-2x>0=f(0),這與x=0是f(x)的極大值點矛盾.(ⅱ)若a<0,設函數(shù)由于當時,2+x+ax2>0,故h(x)與f(x)的符號相同.又h(0)=f(0)=0,故x=0是f(x)的極大值點當且僅當x=0是h(x)的極大值點.
如果6a+1>0,則當,且時,h′(x)>0,故x=0不是h(x)的極大值點.
如果6a+1<0,則a2x2+4ax+6a+1=0存在根x1<0,故當時,且時,h(′x)<0,所以x=0不是h(x)的極大值點.
如果6a+1=0,則
當x∈(-1,0)時,h′(x)>0;當x∈(0,1)時,h′(x)<0.所以x=0是h(x)的極大值點.綜上
疑問:上述證明中利用“2+x+ax2>0,h(x)與f(x)具有相同的極大值點x=0.”的依據(jù)是什么呢?是顯然的嗎?我們認為這并不顯然.事實上,若m為大于零的常數(shù),則具有相同的極值點,這是顯然的,但2+x+ax2為大于零的變量,此時h(x)與f(x)還具有相同的極值點嗎?這需要證明,但參考答案并沒有給出解釋,且這個“結論”在中學教材上也找不到根據(jù).解答上述“結論”需要借助以下引理:
已知函數(shù)f(x)滿足f(0)=0,函數(shù)g(x)滿足:存在δ>0,使得對任意的x∈(0,δ),都有g(x)>0恒成立,令h(x)=,則x=0是(fx)的極大值點的充要條件是x=0是h(x)的極大值點.
這個引理的證明,需要深刻理解鄰域的概念及符號的表達,而高中生沒有接觸過鄰域的概念,更談不上運用符號語言進行證明,所以看似顯然的結論其實并不顯然.
因此,21題第(Ⅱ)問的參考答案不嚴謹.
試題背景指命題時選取素材中含有的知識、模型、問題、思想和方法,這些知識、問題、思想和方法稱為數(shù)學背景.我們不禁要問該試題背景公平嗎?
21題含有豐富的高等數(shù)學背景,借助高等數(shù)學工具能夠快速解答,比如:借助極值點的第二充分條件,由f(3()0)=0且f(4()0)<0可得又如,根據(jù)極大值點的定義:當x∈(0,δ)時,f′(x)<0,因為δ可以無限趨近于0,可直接使用洛必達法則,得,同理可得進而得到;再如,由y=ln(x+1)在(1,2)階的帕德逼近函數(shù)為,結合函數(shù)表達式可直接看出答案為很明顯熟悉高等數(shù)學背景的同學解答本題幾乎沒有什么障礙,但因不熟悉高等數(shù)學背景而使用初等解法求解卻難于上青天.
因此,21題第(Ⅱ)問背景明顯不公平.
《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》指出:“高考是我國最為重要的選拔性考試,數(shù)學高考命題應依據(jù)人才選拔的要求,發(fā)揮數(shù)學高考的選拔功能.”[1]我們不禁要問21題的選拔功能真的好嗎?
從對考生的訪談來看,絕大部分考生認為試題太難,不知道怎么下手;從對教師的訪談來看,多數(shù)教師認為試題解答涉及精妙的構造,有濃濃的大學數(shù)學分析味道,以至于所給的參考答案很難看懂;從閱卷場反饋的信息來看,某省近30萬理科考生近乎無人用初等解法做對,且用高等解法做對的不足30人,可見,用初等解法做對的比例幾乎為零,用高等解法做對的比例也不足萬分之一.不難看出,就算是運用高等解法解答正確的比例也遠遠低于“名?!钡恼袖洷壤?,甚至低于“一本”的招錄比例,顯然以此來選拔人才不具有科學性和合理性.同時,從試題命制層面上看,21題難度系數(shù)遠低于0.2,按考試大綱規(guī)定難度在0.2以下的試題不宜出現(xiàn)在試卷中.
因此,21題第(Ⅱ)問不具備良好的選拔功能.
高考試題具有數(shù)學測評、科研選題、命題示范、知識延展、思維訓練、思想承載、教學導向和德育滲透等功能.[2]21題對2019年的復習備考有何啟示呢?2019年的高考復習我們應何去何從?高三復習是否需要命制偏難怪試題?高三復習是否需要補充高等數(shù)學相關知識?等等.基于前文的分析,21題有引導高三復習補充高等數(shù)學知識之嫌,當然這與中學數(shù)學的教學實際不相符.同時,21題也有引導用偏難怪選拔人才之意,這與數(shù)年來高考選拔人才的方式相悖.
因此,21題第(Ⅱ)問不具備良好的導向功能.
高考壓軸題具有選拔功能無可厚非,但試題的難度不能肆意拔高,試題的背景理應公平,試題的立意不能脫離實際,試題應具有良好的導向功能.對此,我們認為命題應該做到以下幾點:
首先,試題應該具有公平的背景,這是試題命制的前提,否則將失去考查的意義;其次,命制試題是一個嚴謹?shù)倪^程,尤其是像高考這樣的重大考試,試題及答案均應該精心打磨,不應出現(xiàn)爭議;再次,試題的立意應該符合中學數(shù)學的教學實際,要具有良好的導向功能;最后,高考的選拔功能要適度,要切實有利于為高校選拔一批人才.
總之,高考壓軸題——想說愛你不容易應是常態(tài),而高考壓軸題——想說愛你不可能應該杜絕.