摘 要:2019年理科全國卷試題形式變化很大,在此情形下,如何進(jìn)行新一輪復(fù)習(xí)備考是大家都關(guān)心的問題.本文通過對(duì)全國卷試題解題分析,提煉其“新”、“舊”變化,并在此基礎(chǔ)上提出復(fù)習(xí)備考建議.
關(guān)鍵詞:壓軸題;解題分析;復(fù)習(xí)備考
中圖分類號(hào):G632 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ?文章編號(hào):1008-0333(2020)10-0026-05
收稿日期:2020-01-05
作者簡介:李偉,特級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.
縱觀2019年全國高考數(shù)學(xué)理科試卷,其最大變化一是概率統(tǒng)計(jì)題、或解析幾何題出在21題位置.二是導(dǎo)數(shù)應(yīng)用題出在20題位置.由此自然產(chǎn)生一些聯(lián)想,這種變化對(duì)高三復(fù)習(xí)將帶來怎樣的變化?下面來分析探討這個(gè)問題.
一、關(guān)于壓軸20題位置的導(dǎo)數(shù)問題分析與備考建議 ?全國一卷20題 已知函數(shù)f(x)=sinx-ln(1+x),f ′(x)為f(x)的導(dǎo)函數(shù),證明:
(1)f ′(x)在區(qū)間(-1,π2)存在唯一極大值點(diǎn);
(2)f(x)有且僅有2個(gè)零點(diǎn).
解題分析(1)證明f ′(x)在區(qū)間(-1,π2)存在唯一極大值點(diǎn)的基本通法為:一是f ′(x)的導(dǎo)函數(shù)在區(qū)間(-1,π2)存在零點(diǎn)x0.二是f ′(x)的導(dǎo)函數(shù)在區(qū)間(-1,x0)為增函數(shù),在區(qū)間(x0,π2)為減函數(shù).
(2)證明f(x)有且僅有2個(gè)零點(diǎn),從“形”的層面思考是函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸有且只有2個(gè)交點(diǎn).轉(zhuǎn)化為從“數(shù)”的層面思考是借助函數(shù)極值點(diǎn)、單調(diào)性的整合來實(shí)現(xiàn)上述“形”的意義,向“數(shù)”的意義轉(zhuǎn)化.
備考反思 對(duì)于問題(1),解題基本想法仍是通性通法.但有兩個(gè)地方值得反思,一是判斷g′(x)在區(qū)間(-1,π2)上是減函數(shù)所用的方法既不是用求導(dǎo)判斷,也不是用單調(diào)函數(shù)定義判斷, 而是借助y=-sinx,y=1(1+x)2是減函數(shù),則其和也為減函數(shù)來判斷的.二是判斷g′(x)的零點(diǎn)是在(-1,π2)的部分子區(qū)間上通過連續(xù)函數(shù)零點(diǎn)存在性定理完成的,而不是通過解方程的途徑解決的.這些都是平時(shí)備考訓(xùn)練時(shí)容易忽略的.
從問題(2)解題過程看,與以前導(dǎo)數(shù)壓軸21題比較,變化的:一是減輕了構(gòu)造函數(shù)的難度.二是減輕處理不等式放縮的技巧.不變的:一是數(shù)形結(jié)合、分類討論等數(shù)學(xué)思想要求并沒有減輕.二是反復(fù)從函數(shù)單調(diào)性概念及性質(zhì)、導(dǎo)數(shù)等多角度考察函數(shù)單調(diào)性仍是高考重點(diǎn).三是借助問題(1)來解決問題(2)的承接關(guān)系沒有變.
全國二卷 20題 已知函數(shù)f(x)=lnx-x+1x-1.
(1)討論f(x)的單調(diào)性,并證明有且僅有兩個(gè)零點(diǎn);
(2)設(shè)x0是f(x)的一個(gè)零點(diǎn),證明曲線y=lnx在點(diǎn)Ax0,lnx0處的切線也是曲線y=ex的切線.
解題分析 對(duì)于問題(1)討論f(x)的單調(diào)性,通過解導(dǎo)函數(shù)構(gòu)成的不等式、增(減)函數(shù)的概念和增(減)等單調(diào)函數(shù)的性質(zhì)仍然是討論函數(shù)單調(diào)性這類問題的基本思路.
對(duì)于證明有且僅有兩個(gè)零點(diǎn),從“形”的層面思考是函數(shù)圖象與x軸(或者構(gòu)造兩個(gè)函數(shù)的圖象)有兩個(gè)交點(diǎn)(從函數(shù)圖象看,結(jié)果是很顯然的).從“數(shù)”的層面講零點(diǎn)存在定理、函數(shù)單調(diào)性、極值點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)的整合都是處理這類問題的通性通法,只要注意因題而異、靈活使用即可.
對(duì)于問題(2)而言,解決問題的想法很直接,證明曲線y=lnx在點(diǎn)Ax0,lnx0處的切線方程也是曲線y=ex在某點(diǎn)處的切線方程就可以了,余下的就是求切線方程問題了.
略解 (1)函數(shù)f(x)定義域?yàn)?,1∪1,+∞,函數(shù)y=lnx,y=-x+1x-1=-1-2x-1在0,1,1,+∞分別是增函數(shù).所以函數(shù)f(x)在0,1,1,+∞分別是增函數(shù).
(2)由已知x0是f(x)的一個(gè)零點(diǎn)得:lnx0=x0+1x0-1.曲線y=lnx在點(diǎn)Ax0,lnx0處的切線方程為y-lnx0=1x0x-x0,即y=1x0x+2x0-1.
同理曲線y=ex在點(diǎn)x1,ex1處的切線方程為y=ex1x+ex1-x1ex1.
所以曲線y=lnx在點(diǎn)Ax0,lnx0處的切線也是曲線y=ex的切線.
備考反思 問題(1)的難度從解法看,難度與以前相比有所下降,但考查的內(nèi)容沒有變化,方法選擇更加靈活,就上述給出的解題方法,簡便易懂,不需要復(fù)雜求導(dǎo)運(yùn)算.所以備考要注意一題多解和寬泛的通性通法的積累與運(yùn)用,不拘泥與某種特定方法進(jìn)行訓(xùn)練.
問題(2)的難度與以前的要求也降低了,但對(duì)切線概念的理解,切線公式的運(yùn)用要求在加深.所以,盡管此處圍繞切線方程涉及的知識(shí)點(diǎn)沒有什么新意,但公切線是平時(shí)備考很少訓(xùn)練的,所以備考要注意挖掘概念、公式深層次的理解和寬泛的應(yīng)用.
全國三卷 20題 已知函數(shù)f(x)=2x3-ax2+b.
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)是否存在a,b,使得f(x)在區(qū)間0,1的最小值-1為且最大值為1?若存在求出a,b的所有值;若不存在,說明理由.
解題分析 (1)用求導(dǎo),再解導(dǎo)函數(shù)解不等式,即可解決討論f(x)的單調(diào)性.
(2)從直觀看,已知最大、小值,所以可以利用求最值的方法列出兩個(gè)方程式,從解方程組角度思考,a,b的值是可求出的.
備考反思
問題(1)的求解過程是求導(dǎo),解導(dǎo)函數(shù)不等式,討論a與0的大小.這些都是導(dǎo)數(shù)部分復(fù)習(xí)備考的通性通法,沒有難度,解題思維含量比較低.
問題(2)通過求函數(shù)最值列不等式組,求解a,b的值.這些也都是通性通法,沒有難度.就本題涉及的分類討論、數(shù)形結(jié)合的思想也是平時(shí)備考中重點(diǎn)訓(xùn)練的.
二、關(guān)于壓軸21題位置的概率統(tǒng)計(jì)問題分析與備考建議 ?全國一卷 21題 為了治療某種疾病,研制了甲、乙兩種新藥,希望知道那種新藥更有效,為此進(jìn)行動(dòng)物試驗(yàn).試驗(yàn)方案如下:每一輪選取兩只白鼠對(duì)藥效進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn).對(duì)于兩只白鼠,隨機(jī)選一只施以甲藥,另一只施以乙藥,一輪的治療結(jié)果得出后,再安排下一輪試驗(yàn).當(dāng)其中一種藥治愈的白鼠比另一種藥治愈的白鼠多4只時(shí),就停止試驗(yàn),并認(rèn)為治愈只數(shù)多的藥更有效.為方便描述問題,約定:對(duì)于每輪試驗(yàn),若施以甲藥的白鼠治愈且施以乙藥的白鼠未治愈則甲藥得1分,乙藥得-1分;若施以乙藥的白鼠治愈且施以甲藥的白鼠未治愈則乙藥得1分,甲藥得-1分;若都治愈或都未治愈則兩種藥均得0分,甲、乙兩種藥的治愈率分別記為α和β,一輪試驗(yàn)中甲藥的得分記為X.
(1)求X的分布列;
(2)若甲藥、乙藥在試驗(yàn)開始時(shí)都賦予4分,pi(i=0,1,2,…,8)表示“甲藥的累計(jì)得分為i時(shí),最終認(rèn)為甲藥比乙藥更有效”的概率,則 p0=0,p8=1,pi=api-1+bpi+cpi+1i=1,2,…,7,其中a=PX=-1,b=PX=0,c=PX=1.假設(shè)α=0.5,β=0.8.
①證明:pi+1-pii=0,1,2,…,7為等比數(shù)列;
②求p4,并根據(jù)p4的值解釋這種試驗(yàn)方案的合理性.
解題分析 問題(1)求X的分布列,先確定X的取值,再計(jì)算出每個(gè)X的取值對(duì)應(yīng)概率,列出分布列表即完成.此為求解分布列問題的常規(guī)解題步驟.
問題(2)①是證明:pi+1-pii=0,1,2,…,7為等比數(shù)列;從通性通法角度講,就是用等比數(shù)列的定義,解題關(guān)鍵是由已知條件出發(fā)推出pi+1-pi=q(pi-pi-1)的形式即可.
問題(2)②一是求p4,二是根據(jù)p4的值解釋這種試驗(yàn)方案的合理性.
注意到(2)①與(2)②的承接關(guān)系,自然想到運(yùn)用數(shù)列累加法和等比數(shù)列求和公式即可求出p4.
對(duì)于根據(jù)p4的值解釋這種試驗(yàn)方案的合理性,首先注意到合理性判斷的依據(jù)的確定,條件中甲、乙兩種藥的治愈率分別為α=0.5和β=0.8,此數(shù)據(jù)已經(jīng)給出判斷標(biāo)準(zhǔn)是乙種藥治愈效果好于甲種藥是合理的,否則是不合理的.其次用數(shù)列累加、等比數(shù)列求和的方法求出p4=1257≈0.0039,說明甲藥比乙藥效果好是小概率事件.再次是用小概率事件否定甲藥效果比乙藥效果好,到此取得與已知判斷依據(jù)相一致的結(jié)論,得出結(jié)論是“此種試驗(yàn)是合理的”,否則是不合理的.
所以,p4=p1(44-13)=1257.由條件知p4的意義是表示“甲藥的累計(jì)得分為4時(shí),最終認(rèn)為甲藥比乙藥更有效”的概率,在已知甲種藥的治愈率為α=0.5,乙種藥的治愈率為β=0.8的條件下,說明甲藥比乙藥更有效是小概率事件(1257≈0.0039),此結(jié)果與已知基本相一致,所以此試驗(yàn)方案合理.
備考反思 問題(1)是求分布列,其解法屬于通性通法,不需要對(duì)概念的深刻理解.
對(duì)于問題(2)來說,難度比較大.難度之一是利用小概率事件對(duì)結(jié)論進(jìn)行否定(肯定).學(xué)生對(duì)邏輯上的否定(肯定)是比較熟練的;用相關(guān)性、獨(dú)立性檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)知識(shí)否定(肯定)也可以,因?yàn)榻滩纳嫌幸欢康慕榻B;用小概率事件來否定(肯定)某個(gè)結(jié)論(做法)學(xué)生就不太容易把握.主要原因是獨(dú)立性檢驗(yàn)雖然是建立在小概率事件上的兩個(gè)事件獨(dú)立與否的判斷,但在教學(xué)中其理論部分要求較低,重點(diǎn)突出運(yùn)用,導(dǎo)致其理論基礎(chǔ)不牢.所以建議復(fù)習(xí)備考還是要深挖知識(shí)形成過程,重結(jié)論運(yùn)用、輕基礎(chǔ)理論建構(gòu)、輕知識(shí)形成過程等做法是不可取的.難度之二是概率與數(shù)列的綜合,盡管所用數(shù)列知識(shí)和解題方法,也是通性通法,沒有特殊、高超的技巧要求,但平時(shí)缺乏這些知識(shí)點(diǎn)交匯使用的訓(xùn)練,導(dǎo)致運(yùn)用生疏.所以,備考中在堅(jiān)持夯實(shí)單元知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí),變換不同知識(shí)點(diǎn)之間的交匯訓(xùn)練還是應(yīng)該堅(jiān)持的(如:函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、數(shù)列、概率、統(tǒng)計(jì)等主干知識(shí)之間的交匯).難度之三是概率統(tǒng)計(jì)類題目閱讀量大,對(duì)語文學(xué)科閱讀能力要求很高,所以,數(shù)學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生閱讀能力,通過閱讀訓(xùn)練提升學(xué)生提取數(shù)學(xué)信息、選擇解決問題的數(shù)學(xué)工具顯得十分重要,對(duì)此在復(fù)習(xí)備考中要保持一定的耐心.
三、關(guān)于處于21題位置的解析幾何問題分析與備考建議 ?全國二卷 21題 已知點(diǎn)A(-2,0),B(2,0),動(dòng)點(diǎn)M(x,y)滿足直線AM與BM的斜率之積為-12,記M的軌跡為曲線C.
(1)求C的方程,并說明C是什么曲線;
(2)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線交C于P,Q兩點(diǎn),點(diǎn)P在第一象限,PE⊥x軸,垂足為E,連接QE并延長交C于點(diǎn)G.
①證明:△PQG是直角三角形;
②求△PQG面積的最大值.
解題分析 問題(1)比較顯然.
對(duì)于問題(2)①證明△PQG是直角三角形,解析幾何中的通性通法是斜率之積為-1,本題雖然運(yùn)用“設(shè)而不求”、“韋達(dá)定理”,但,其中最大亮點(diǎn)是為簡化運(yùn)算采取的化簡代換,此舉不僅簡化運(yùn)算,還極大提高解題效率.
對(duì)于問題(2)②求△PQG面積,采取基本公式求解即可,沒有技巧.求其最大值處亮點(diǎn)同樣是為簡化運(yùn)算采取的化簡代換,至于用導(dǎo)數(shù)、還是均值不等式求最值都是通性通法要求.
略解 由已知得yx+2·yx-2=-12,化簡x24+y22=1(|x|≠2).所以曲線C為中心在原點(diǎn),焦點(diǎn)在軸上的橢圓,不含左右頂點(diǎn).
又由已知t>0,因此t≥2(k=1時(shí)取等號(hào)).求導(dǎo)知S=8t1+2t2在2,+∞是減函數(shù),所以當(dāng)t=2(k=1)時(shí),S取最大值169.
備考反思 為達(dá)到化簡運(yùn)算的目的進(jìn)行代換法是解決復(fù)雜運(yùn)算的一個(gè)有效的做法,建議在復(fù)習(xí)備考中應(yīng)該給予重視.通性通法中的“設(shè)而不求”、“韋達(dá)定理”、“討論直線斜率存在性”等仍然是復(fù)習(xí)備考重點(diǎn).另外,高考不給圖形,顯然是要求學(xué)生根據(jù)題意自己畫圖.所以,規(guī)范的、體現(xiàn)數(shù)量關(guān)系的畫圖要求在備考中是要強(qiáng)調(diào)的.
全國三卷 21題 已知曲線C:y=x22,D為直線y=-12上的動(dòng)點(diǎn),過D作C的兩條切線,切點(diǎn)分別是A,B.
(1)證明:直線AB過定點(diǎn);
(2)若以E(0,52)為圓心的圓與直線AB相切,且切點(diǎn)為線段AB的中點(diǎn),求四邊形ADBE的面積.
解題分析 (1)直線過定點(diǎn)的基本想法是:點(diǎn)斜式y(tǒng)-y0=k(x-x0)方程中斜率為變量時(shí),該直線過定點(diǎn)(x0,y0).也可以從y=kx+b入手,尋求k,b的關(guān)系,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)斜式研究定點(diǎn).
(2)借助圓的切線性質(zhì),求出直線方程,將四邊形ADBE的面積分解為兩個(gè)三角形面積的和,借助點(diǎn)到直線距離求高,兩點(diǎn)間距離求底邊長,即可完成四邊形面積求解.
略解 (1)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),D(x0,-12). 則kAD=x1,kBD=x2,y1=x212,y2=x222;所以直線AD方程:y-y1=x1(x-x1),兩邊乘x2得:x2y-x2y1=x1x2(x-x1).
由韋達(dá)定理得:x1+x2=2k,x1x2=-1,所以AB中點(diǎn)(k,k2+12).由圓的切線垂直性質(zhì)得:kk2+12-52k-0=-1,解之k=±1.
當(dāng)k=1時(shí),直線AB方程為:y=x+12,可解得|AB|=4,D(1,-12).此時(shí)E到直線AB距離為2;D到直線AB距離為2.所以,四邊形面積為42.由對(duì)稱性知k=-1時(shí),亦然.
當(dāng)k=0時(shí),直線AB方程為:y=12.此時(shí)四邊形面積為3.
備考反思 在解問題(1)時(shí),“設(shè)而不求”、“韋達(dá)定理”仍是考查重點(diǎn).如果講新意就是借助求導(dǎo)來求斜率.綜合上述,本題雖然作為壓軸21題,考查通性通法仍然是重點(diǎn).
對(duì)于問題(2),考查的知識(shí)點(diǎn)比較多,但缺乏考查深度,所涉及的解題方法和技巧也是復(fù)習(xí)備考中的通性通法,沒有新意.
所以解析幾何的復(fù)習(xí)備考還是要強(qiáng)調(diào)通性通法,強(qiáng)調(diào)知識(shí)落實(shí);解題時(shí)強(qiáng)調(diào)相關(guān)小題中的傳承遞進(jìn)關(guān)系.
通過上述壓軸題的剖析,概括而言,“新”體現(xiàn)在:一是知識(shí)點(diǎn)交匯比較新,如:概率與數(shù)列的整合.二是變換考查解題技巧,如:代換法.三是變換題目位置的設(shè)置,如:21題的導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)為20題等.“舊”體現(xiàn)在:一是仍然是考查通性通法.二是“新”只體現(xiàn)在知識(shí)點(diǎn)的并列,而不是融合;代換法也是“六大核心素養(yǎng)中的要求內(nèi)容”.所以,在今后復(fù)習(xí)備考中,抓通性通法、抓知識(shí)基礎(chǔ)、抓知識(shí)的可能交匯、抓學(xué)生的解題自信,以此培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題能力和意志品質(zhì),提升學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是復(fù)習(xí)備考的主題.
參考文獻(xiàn):
[1]李偉.“設(shè)而不求”縱橫談——對(duì)高中數(shù)學(xué)中“設(shè)而不求”解題思想探究和感悟[J].數(shù)理化解題研究,2019(07):17-19.
[責(zé)任編輯:李 璟]