文尚平 徐華
在國家推行新一輪課程改革及各地陸續(xù)進入新高考的背景下,2019年廣西高考所采用的全國Ⅲ卷文、理科數(shù)學試題的命制,既嚴格遵循《普通高中數(shù)學課程標準(實驗)》的要求,又緊扣《2019年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱(數(shù)學)》(以下簡稱《2019年考綱》),試卷結構穩(wěn)中有變、變中求新,試題設計在立足基礎知識、基本技能、基本思想方法和基本活動經(jīng)驗的同時,堅持以立德樹人、服務高校人才選拔為導向,多角度、多層次地考查考生的學科素養(yǎng),不僅考查了邏輯推理、數(shù)學運算、創(chuàng)新意識與中國傳統(tǒng)數(shù)學文化,更突出了數(shù)學的基礎性和應用性.深入分析試題的這些特點和變化,能夠為2020年的高考備考提供一些啟示.
一、2019年高考全國Ⅲ卷數(shù)學試題分析
(一)試題結構分析
2019年高考全國Ⅲ卷數(shù)學試題的結構、分值分布與往年相比基本保持不變.結構方面講,依然是12道選擇題、4道填空題、6道解答題,解答題依舊是5道必考題和1道選考題,選考題為“二選一”模式,考生只需從坐標系與參數(shù)方程、不等式選講中任選1題解答即可;分值分布方面講,單選題60分,填空題20分,解答題70分(含選考題10分).數(shù)列與不等式、三角函數(shù)與平面向量、概率與統(tǒng)計、立體幾何、解析幾何、函數(shù)與導數(shù)六大主干知識依然是考查的重點和難點,數(shù)學學科基礎知識與基本技能的考查仍為主導方向,同時也兼顧了學科素養(yǎng)與人文精神的培養(yǎng),突出了“立德樹人”價值導向.
(二)試題特點
分析近三年高考全國Ⅲ卷數(shù)學試題(理科)可知,高考數(shù)學試題總的特點是“穩(wěn)中有變,變中求新”(如圖1).綜觀今年全國Ⅲ卷理、文科數(shù)學試題,又可見“四個相對穩(wěn)定”和“四個變化”.“四個相對穩(wěn)定”,即題型、題量和分值相對穩(wěn)定,主干知識、基礎知識的考查相對穩(wěn)定,數(shù)學思想、通解通法的考查相對穩(wěn)定,核心素養(yǎng)、關鍵能力的考查相對穩(wěn)定.“四個變化”,即文理趨同性變大、閱讀量增加、考查內容的順序改變和部分考查內容被刪除,比如三視圖、線性規(guī)劃連續(xù)兩年未曾出現(xiàn),程序框圖間隔一年再次出現(xiàn)等.不僅如此,試題在變化中還突出了創(chuàng)新性,比如在落實“立德樹人”的要求中突出了“勞育”,在學科融合中滲透了邊緣知識的掌握和學科應用思想的培養(yǎng),淡化了立體幾何向量法、解析幾何固定的解題程序,考查了考生思維的創(chuàng)新性和批判性.
具體說來,2019年高考全國Ⅲ卷理、文科數(shù)學試題主要具有如下幾個特點.
1.注重基礎知識,聚焦關鍵能力,提升數(shù)學素養(yǎng)
2019年高考全國Ⅲ卷理、文數(shù)學試題的基礎題、中等難度題及難題的比例都是7∶2∶1,基本遵循了“考查基礎知識,兼顧能力考查”的原則和“對能力的考查,以思維能力為核心,突出綜合性、應用性”的指導思想,將學科知識、關鍵能力和思想方法融為一體,全面檢測了考生的數(shù)學素養(yǎng).
以理科卷為例,考查數(shù)學運算的題目有第1、2、4、5、6、9、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23題,主要考查考生的運算求解能力,體現(xiàn)了量化的數(shù)學觀.考查邏輯推理的題目有第6、9、10、15、19、20、21、23題,主要考查考生的推理論證能力.考查數(shù)學抽象思維的題目有第9、11、20題,主要考查考生的抽象概括能力.考查直觀想象的題目有第7、8、10、15、16、19、21、22題,主要考查考生的直觀想象能力,如利用圖形描述和分析數(shù)學問題.考查數(shù)據(jù)分析的題目有第3、9、17題,主要考查考生的數(shù)據(jù)處理能力,如提取題目數(shù)據(jù)的關鍵信息,對已知數(shù)據(jù)進行細致分析,建立相應的模型,進而解決相關問題.考查數(shù)學建模的題目有第12、18、21題,主要考查考生的思維過程、實踐能力和創(chuàng)新意識.
2.弘揚優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,增強文化自信
《2019年考綱》明確提出,高考命題應弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,積極培養(yǎng)和踐行社會主義核心價值觀,充分發(fā)揮高考命題的育人功能,落實“立德樹人”目標,兼顧學科素養(yǎng)與人文精神的綜合培養(yǎng).如理科卷第3題、文科卷第4題,以考生閱讀“四大名著”的調查數(shù)據(jù)為題目背景,考查了處理抽樣數(shù)據(jù)、計算頻率的估計值等知識,情境貼近實際,為考生所熟悉.
3.關注現(xiàn)實問題,落實“立德樹人”
2019年高考全國Ⅲ卷在內容上推陳出新,既結合時代背景,關注現(xiàn)實生活,又積極融入數(shù)學文化,凸顯育人價值導向.而且題目的設計具有情境真實、貼近生活、文化底蘊深厚等特點,體現(xiàn)了數(shù)學思想方法在解決實際問題中的作用.如理、文同題的第16題,為求解運用3D打印技術制作的模型的質量,創(chuàng)設了考生到工廠勞動實踐的場景,引導考生關注勞動、尊重勞動、親自參與勞動,體現(xiàn)了“勞育”的要求.又如理、文同題的第17題,以離子在生物體內殘留情況為出題背景,考查了數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析的知識,反映了數(shù)學的本位知識、思想方法與其他學科知識、方法的融合.
4.增大文理趨同性,為新高考作鋪墊
對比分析今年高考全國Ⅲ卷文、理科數(shù)學試題的考查內容,其中有59%的相同題、27%的姊妹題,只有14%的題目不一樣,文理趨同性更為明顯,如文科數(shù)學的第3題還滲透了理科排列組合的知識與方法.相比過去3年,今年試題難度的變化是理降文升,這與即將在全國范圍內逐步推進的取消文理分科、文理數(shù)學同卷的改革相呼應.
(三)試題解題思路點撥
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三角函數(shù)與解三角、數(shù)列與不等式、概率與統(tǒng)計、立體幾何與空間向量、解析幾何、函數(shù)與導數(shù)這六大模塊是高中數(shù)學的主干知識和核心內容,是高考考查的重點.
(1)《普通高中數(shù)學課程標準(2017版)》(以下簡稱《2017課標》)將三角函數(shù)歸入主題二“函數(shù)”部分,更加強調了三角函數(shù)的“函數(shù)”屬性,要求考生學會用幾何直觀和代數(shù)運算的方法研究三角函數(shù)的性質,并利用三角函數(shù)構建數(shù)學模型,解決實際問題.同時,《2017課標》把解三角形歸入主題三“幾何與代數(shù)”部分,要求考生結合向量的運算,探索三角形邊和角的關系,掌握并利用正、余弦定理解決數(shù)學問題.
如文、理同題的第18題:△ABC的內角A,B,C的對邊分別是[a],b,c,已知[a] [sinA+C2=b] sin A.(1)求B;(2)若△ABC為銳角三角形,且c=1,求△ABC面積的取值范圍.
試題分析:今年的解三角形題難度加大,考查形式更加靈活,可以說是“容易題”不“容易”,讓一大批考生措手不及.試題中,第(1)問是求解三角形的幾何要素(內角),需要利用正弦定理、三角恒等變換、誘導公式進行求解;第(2)問是已知三角形一邊與鄰角的大小,求解三角形面積的取值范圍,考查考生幾何問題代數(shù)化的思維與能力,重基礎、考能力,體現(xiàn)了數(shù)學核心素養(yǎng)中的幾何直觀、數(shù)學運算能力等要素.這道題設計“入口寬,方法多”,對函數(shù)與方程、轉化與化歸的要求較高,有區(qū)分度,有利于人才選拔.
解法分析:解三角形的取值范圍問題,往往會綜合考查三角恒等變換、均值不等式、函數(shù)等知識,數(shù)形結合、代數(shù)化思想是解決這類問題的關鍵.這道題第(1)問的三種解法分別體現(xiàn)了三種不同的恒等變換方向;第(2)問解法一、解法二分別從“角”“邊”兩個截然不同的方向描述了銳角三角形,解法三體現(xiàn)了極限思想與特值思想的應用,解法四體現(xiàn)了幾何法與代數(shù)法的綜合應用.
第(1)問解法一:由題設及正弦定理[asin A=bsin B]得sinA sin[A+C2=sin Bsin A].由于[sin A≠0],所以[sinA+C2=][sin B].又A+B+C=[180°],即[sinA+C2=cosB2],所以[cosB2=][2sinB2cosB2],且[cosB2≠0],故[sinB2=12],且[B∈(0°,180°)],因此[B=60°].
第(1)問解法二:解法一是消[A+C2]留[B2],其實也可以消[B2]留[A+C2].具體為,由解法一得[sinA+C2=][sinB],又A+B+C=[180°],即[sinB=2sinB2cosB2=2sinB2][sinA+C2],又[sinA+C2≠0],所以[sinB2=12],且[B∈(0°,180°)],因此B=60°.
第(1)問解法三:由解法一得[sinA+C2=sinB],兩邊平方得[sin2A+C2=][sin2B],即[1-cos(A+C)2=sin2B],又A+B+C=180°,即cos(A+C)=-cosB,所以[1+cosB=2sin2B],所以[2cos2B]+cosB-1=0,解得cosB=[ 12],因此B=60°.
第(2)問解法一:由題設及(1)知△ABC的面積[S△ABC=][34a],根據(jù)正弦定理得[a=csinAsinC=sin(120°-C)sinC=][33tanC+][12].由于△ABC為銳角三角形,故[0° 第(2)問解法二:由面積公式[S△ABC=12acsinB]及(1)得[S△ABC][=34a].根據(jù)余弦定理[cosB=a2+c2-b22ac=12],所以[b2=a2-][a+1]①;由于△ABC為銳角三角形,故[cosA=][b2+c2-a22bc>0],得[b2+1-a2>0]②;由[cosC=a2+b2-c22ab>0]得[a2+b2-1>0]③;由①②③得[12 第(2)問解法三:由(1)得B=[60°],A+C=[120°].據(jù)大角對大邊,且△ABC是銳角三角形,可知當角A無限接近[π2]時,△ABC的面積無限靠近最大值[S1],且[S1=32].同理,當角C無限接近[π2]時,△ABC的面積無限靠近最小值[S2],且[S2=38].因此,[S△ABC∈(38,32)]. 第(2)問解法四:由面積公式[S△ABC=12acsinB]及(1)得[S△ABC=][34a].由于△AB[C′]是銳角三角形(如下圖),在[Rt△ABC′]中作[AD⊥BC′]于D,所以符合本題條件的點C在線段[DC′]內,且[BD=12],[BC′=2],即[12 小結:《2017課標》對三角函數(shù)各模塊做出了明確要求,除了文科和理科要求基本相同,還把正弦、余弦定理規(guī)定為“掌握”,不僅突出了能力立意、學科特征,而且考查了考生的思維能力和學習潛能,有助于推動新一輪課程改革. (2)歷年高考中,函數(shù)與導數(shù)通常是以3小題、1大題的方式進行考查,客觀題主要考查函數(shù)的基本性質、圖像辨識、零點問題、導數(shù)、定積分及與不等式綜合等,主觀題主要是以導數(shù)為工具解決函數(shù)、方程、不等式等綜合問題.題目設計的特點是輕技巧、重方法、多層次、重能力,考生要善于挖掘題目隱含的條件和等價轉化,掌握通法,方可做到會且對、對且全、全且快. 如文科數(shù)學的第12題、理科數(shù)學的第11題:設[f]([x])是定義域為[R]的偶函數(shù),且在(0,[+∞])單調遞減,則( ?).所列4個選項為:A. [flog314>f2-32>f2-23],B. [flog314>f2-23>f2-32],C. [f2-32>f2-23>flog314],D. [f2-23>f2-32>flog314]. 試題分析:本題主要考查函數(shù)的奇偶性、單調性,解題關鍵在于利用中間量大小比較同一區(qū)間的取值.因為[f]([x])是R上的偶函數(shù),所以[flog314=f(log34)];因為[log34>][log33=1,1=20>2-23>2-32,]所以[log34>2-23>2-32].又[f(x)]在(0,+∞)單調遞減,所以[flog34 小結:函數(shù)的性質及應用是客觀題考查的重點,主要考查圖像的辨識、初等函數(shù)的性質、函數(shù)零點、不等式、導數(shù)及應用等知識,常見的是比較大小和零點問題.上述題目更加突出了函數(shù)思想方法這一考點,解題時需要淡化技巧,善于采用特值的思想方法. 再如理科數(shù)學第20題:已知函數(shù)[f(x)=2x3-ax2+b].(1)討論[f(x)]的單調性;(2)是否存在a,b,使得f(x)在區(qū)間[0,1]的最小值為-1且最大值為1?若存在,求出a,b的所有值;若不存在,說明理由. 試題分析:這是一道常規(guī)的導數(shù)不等式綜合題,題目難度較往年有所降低,思維量不大,但運算量不少.第(1)問起點低、入手寬,考查考生根據(jù)a的取值范圍進行分類討論研究函數(shù)單調性的能力,屬于容易題;第(2)問考查考生根據(jù)a的取值范圍,結合函數(shù)單調性進行最大值和最小值判斷的能力. 解法分析:含參函數(shù)單調性的研究、最值的求解,往往伴隨著分類討論的思想與方法,所以關于分類討論的程序和模式是解決這類問題的關鍵. 解:(1)f ′[(x)=6x2-2ax=2x(3x-a),x∈]R,令[f][′][(x)=0],得[x=0或x=a3]. ①若a=0,[f][′][(x)≥0]恒成立,[f(x)]在(-∞,+∞)單調遞增. ②若[a>0],則[x∈(-∞,0)∪(a3,+∞)]時,[f]′[(x)>0];當[x∈][(0,a3)]時,[f][′][(x)<0].故[f(x)]在[(-∞,0),(a3,+∞)]單調遞增,在[(0,a3)]單調遞減. ③若[a<0],則[x∈(-∞,a3)∪(0,+∞)]時,[f][′][(x)>0];當[x∈(a3,0)]時,[f][′][(x)<0].故[f(x)]在[(-∞,a3),(0,+∞)]單調遞增,在[(a3,0)]單調遞減. (2)滿足條件的a,b存在. ①當[a<0]時,由(1)知[f(x)]在[0,1]單調遞增,所以[f(x)min=f(0)=b=-1],[f(x)max=f(1)=2-a+b=1],解得a=0,b=-1.結果與[a<0]矛盾. ②當[a=0]時,由(1)知[f(x)]在[0,1]單調遞增,所以[f(x)min=f(0)=b=-1],[f(x)max=f(1)=2-a+b=1],解得a=0,b=-1.結果與[a=0]符合. ③當[0