☉浙江省杭州學(xué)軍中學(xué) 鄭日鋒
求異探源啟迪
——對(duì)一道高考試題的剖析
☉浙江省杭州學(xué)軍中學(xué) 鄭日鋒
題1(2015年浙江省理科高考第18題)設(shè)函數(shù)f(x)=x2+ax+b(a,b∈R).記M(a,b)是|f(x)|在區(qū)間[-1,1]上的最大值.
(Ⅰ)證明:當(dāng)|a|≥2時(shí),M(a,b)≥2;
(Ⅱ)當(dāng)a,b滿足M(a,b)≤2時(shí),求|a|+|b|的最大值.
本題旨在考查函數(shù)的單調(diào)性與最值、不等式性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查推理論證能力,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,很好地體現(xiàn)了高考試題以能力立意的特點(diǎn).考后與考生進(jìn)行訪談,許多考生找不到解決此題的思路,筆者對(duì)此題作了一些思考,現(xiàn)寫出來(lái),與大家共享.
(Ⅱ)方法1:由(Ⅰ)知,若|a|>2,則M(a,b)>2,與已知矛盾,故|a|≤2.由對(duì)稱性可以假設(shè)0≤a≤2,則|a|+|b|=a+ |b|.由得即即-3+a≤b≤1-a.而|-3+a|≥|1-a|,所以|b|≤|-3+a|=3-a,故|a|+|b|≤3.取f(x)=x2+2x-1符合條件,故|a|+|b|的最大值為3.
方法3:由(Ⅰ)知,若|a|>2,則M(a,b)>2,與已知矛盾,故|a|≤2.所以M(a,b)=max即在aOb坐標(biāo)系中,作出點(diǎn)(a,b)的圖形,如圖1所示的陰影部分,所以當(dāng)a=2,b=-1,或a=-2,b=-1時(shí),|a|+|b|的最大值為3.
第(Ⅰ)小題考查單調(diào)性的定義、最值的概念、不等式的性質(zhì)及實(shí)數(shù)絕對(duì)值的三角不等式,方法1運(yùn)用對(duì)稱性及化整為零,方法2運(yùn)用直接法,方法3運(yùn)用反證法,與方法2有著異曲同工之妙.
第(Ⅱ)小題,方法1仿照第(Ⅰ)小題的方法1,由對(duì)稱性,縮小a的范圍,再固定a,求出|b|的最大值,然后求出|a|+|b|的最大值;方法2從數(shù)的角度,將求|a|+|b|的最大值轉(zhuǎn)化為求|a+b|,|a-b|的最大值;方法3從形的角度,將條件轉(zhuǎn)化為a,b滿足的限制條件,作出點(diǎn)(a,b)的圖形,從而得到|a|+|b|的最大值.方法2解題過(guò)程簡(jiǎn)潔,但技巧性強(qiáng),方法1、3解題過(guò)程雖稍繁,但解法自然且容易想到.
表4的數(shù)據(jù)從客觀的角度證實(shí)了POA聽說(shuō)教學(xué)模式的效果,表中數(shù)據(jù)是依據(jù)調(diào)查問(wèn)卷從學(xué)習(xí)主體的角度闡述學(xué)習(xí)效果。在能否提高聽力水平的維度上,70%的學(xué)生給出的是肯定的答案;高達(dá)85%的學(xué)生覺得自己的口語(yǔ)水平有很大提高;78%的學(xué)生認(rèn)同這種教學(xué)模式對(duì)他們語(yǔ)言應(yīng)用能力有所提高,學(xué)習(xí)效果問(wèn)卷調(diào)查的結(jié)果和語(yǔ)言測(cè)試的結(jié)果完全吻合。
其實(shí),第(Ⅰ)小題與下面題2的第(Ⅲ)小題的題型及解題方法完全類似.
(Ⅰ)當(dāng)a=0,b=1時(shí),寫出函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅲ)若對(duì)任意實(shí)數(shù)a,b,總存在實(shí)數(shù)x0∈[0,4]使得不等式f(x0)≥m成立,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
由|h(t)|在t∈[0,2]上的最大值M(a,b),得因?yàn)?h(0)+h(2)-4h(1)= -2,所以2=|3h(0)+h(2)-4h(1)|≤3|h(0)|+|h(2)|+4|h(1)|≤8M(a,b),即M(a,b)≥.取h(t)=-,符合條件.所以M(a,b)的最小值為,即實(shí)數(shù)m的取值范圍為
筆者還找到了與題1有著驚人相似的下列三題:
題3(2009年湖北省文科高考?jí)狠S題)已知函數(shù)(fx)=-,其導(dǎo)函數(shù)為f(′x),令g(x)=|f(′x)|,記函數(shù)g(x)在區(qū)間[-1,1]上的最大值為M.
(Ⅱ)若|b|>1,證明:對(duì)任意的c,都有M>2;
(Ⅲ)若M≥k對(duì)任意的b,c恒成立,試求k的最大值.
題4(本校2014屆高三第六次月考理科壓軸題)已知函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),g(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù).
(Ⅰ)在b=1,c=-a,d=0的條件下,試解決:
(1)g(x)在(1,2)上存在最值,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(2)f(x)在(1,2)上不是單調(diào)函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
(Ⅱ)若對(duì)任意x∈[0,1],|g(x)|≤1恒成立,求實(shí)數(shù)a的最大值.
(Ⅲ)若對(duì)任意x∈[-1,1],|f(x)|≤1恒成立,求|a|+ |b|+|c|+|d|的最大值.
題5(華東師范大學(xué)出版的《奧數(shù)教程(高一分冊(cè))》P43測(cè)試題5)已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c在[-1,1]上的函數(shù)值的絕對(duì)值不超過(guò)1,求|a|+|b|+|c|的最大值.
命題組給出的解答避開了實(shí)數(shù)絕對(duì)值的三角不等式,實(shí)際上是把需要用的實(shí)數(shù)絕對(duì)值的三角不等式推導(dǎo)出來(lái),顯得牽強(qiáng),不符合數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔性,命題教師考慮到實(shí)數(shù)絕對(duì)值的三角不等式不屬于2015年浙江省高考數(shù)學(xué)范圍,而有意避開.此題具有形式化、抽象化程度都很高的特點(diǎn),需要考生具有良好的數(shù)學(xué)素養(yǎng),以及分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力.實(shí)測(cè)結(jié)果做出此題的考生很少,滿分15分,平均得分僅3分,大部分考生做不出第(Ⅰ)小題,由此可以看出此題的難度相當(dāng)大,有些考生因?yàn)榇祟}的卡殼,亂了分寸,影響了最后兩題的解答,這不能不說(shuō)是一種令人扼腕嘆息的遺憾.此題放在倒數(shù)第3題的位置是否合適?除了壓軸題,有無(wú)必要考這么難的題目?高考試題與已考過(guò)的題雷同,這種非原創(chuàng)的試題在重點(diǎn)題中出現(xiàn),是否能體現(xiàn)試題的客觀、公平、公正?
本屆考生都做過(guò)題2,但大部分考生依然無(wú)法解決題1,這是什么原因呢?原因也許是多方面的,但有一個(gè)現(xiàn)象值得關(guān)注,大部分教師缺少了一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)業(yè)水平考試結(jié)束后,組織學(xué)生研討題2,如果這樣做了,肯定不會(huì)是現(xiàn)在的情況.
這一現(xiàn)象給今后的解題教學(xué)帶來(lái)怎樣的啟示呢?當(dāng)下依靠“題海戰(zhàn)術(shù)”、大運(yùn)動(dòng)量的訓(xùn)練依然盛行,這種教學(xué)模式不僅透支了學(xué)生未來(lái)學(xué)習(xí)的興趣,而且無(wú)法應(yīng)對(duì)能力型、重本質(zhì)、考素質(zhì)的高考試題.固然,每位考生都能做出較難的高考試題,這是不可能的,但是讓不同層次的學(xué)生發(fā)揮出應(yīng)有的較高水平,提高學(xué)生解決新穎問(wèn)題的能力,這是我們的教學(xué)目標(biāo).這昭示著我們需要重新審視教學(xué).
1.追根溯源
從學(xué)生答題中暴露出來(lái)的問(wèn)題說(shuō)明,學(xué)生缺乏的不是技巧,而是基礎(chǔ).在考試中,不少學(xué)生對(duì)概念、定理、公理等認(rèn)識(shí)模糊,導(dǎo)致在遇到陌生問(wèn)題時(shí)不知道如何運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去合理地展開聯(lián)想,進(jìn)行有效的探究.他們解答了大量的習(xí)題,但“重復(fù)的大運(yùn)動(dòng)量的訓(xùn)練”不能使他們獲得思考和解決問(wèn)題的能力.因此,重視概念建構(gòu),研究每一章節(jié)的典型習(xí)題,以及以往的高考試題,注重“源”與“本”的關(guān)系,才能提高學(xué)生對(duì)“雙基”的靈活運(yùn)用.
2.感悟數(shù)學(xué)
引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)思考、聯(lián)想、轉(zhuǎn)化,善于從多角度解決問(wèn)題,從中比較各種方法的優(yōu)劣,提煉歸納解題策略及數(shù)學(xué)思想方法,完善認(rèn)知結(jié)構(gòu);有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行引申、拓展,使學(xué)生在探究活動(dòng)中深刻領(lǐng)悟解題原則,由會(huì)解一道題到會(huì)解一類題,學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)建模,讓學(xué)生在錯(cuò)綜復(fù)雜的變化中,抓住問(wèn)題的本質(zhì)特征,培養(yǎng)學(xué)生研究、探索問(wèn)題的能力.F