陸萍 王劍
摘 要:通過對2022年高考三角函數(shù)與解三角形有關(guān)試題的歸類解析,對比近幾年高考中本專題考查的幾個側(cè)重點,分析考查的變化. 在此基礎(chǔ)上總結(jié)解決三角函數(shù)問題的一般思想方法,并給出三角函數(shù)與解三角形的教學(xué)建議與高考復(fù)習(xí)備考建議.
關(guān)鍵詞:2022年高考;三角函數(shù);解三角形;試題分析;解法分析;備考建議
根據(jù)《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》),三角函數(shù)作為函數(shù)主線中的重要組成部分,成為高中數(shù)學(xué)教學(xué)的主要內(nèi)容,也是歷年高考的熱點之一. 一方面,作為研究周期性現(xiàn)象的重要數(shù)學(xué)模型,三角函數(shù)是函數(shù)主線不可或缺的內(nèi)容,在現(xiàn)行各版本高中數(shù)學(xué)教材中,三角函數(shù)知識基本上由三部分構(gòu)成,即“三角函數(shù)”“三角恒等變換” “解三角形”. 其主要內(nèi)容有:任意角三角函數(shù)的定義、同角三角函數(shù)的關(guān)系式、誘導(dǎo)公式、三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)、兩角和與差的三角函數(shù)公式、二倍角公式、正弦定理和余弦定理等. 另一方面,三角函數(shù)部分的教學(xué)在提升學(xué)生邏輯推理、直觀想象和數(shù)學(xué)運算等素養(yǎng)方面起到了較大的作用. 在 2022 年的高考數(shù)學(xué)試題中,既有對三角函數(shù)基礎(chǔ)知識和基本方法的考查,也出現(xiàn)了體現(xiàn)知識的綜合性和三角函數(shù)的工具性等有一定難度的試題,對學(xué)生的基本運算能力和知識綜合應(yīng)用能力有一定的要求.
下面通過對2022年部分高考試題的解答與分析,歸納三角函數(shù)與解三角形的知識和方法,總結(jié)出一般的解題方法和解題規(guī)律,并對高考復(fù)習(xí)備考提出合理建議.
一、試題特點分析
2022年高考數(shù)學(xué)試卷中,對三角函數(shù)與解三角形考查最多的是浙江卷,分值將近30分;考查最少的是全國甲卷(文、理科),只考查了兩道客觀題,分值為10分;其余試卷基本以一道客觀題和一道主觀題的形式考查. 整體來看,與前幾年的高考考查情況基本持平,難度穩(wěn)中有升. 從命題風(fēng)格上看,與過去一致,三角函數(shù)與解三角形試題未出現(xiàn)創(chuàng)新形式的命題,結(jié)構(gòu)不良試題未在此內(nèi)容中進(jìn)行考查. 從內(nèi)容上看,有以下兩個層次的分析.
1. 從考查題型分析,分為客觀題和主觀題
客觀題以三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)和三角恒等變換為主,囊括了對方程思想、函數(shù)思想、化歸思想和數(shù)形結(jié)合思想的考查,靈活多變,對學(xué)生的基礎(chǔ)知識和基本運算能力要求較高. 除常規(guī)的三角函數(shù)性質(zhì)考查外,以函數(shù)觀點解讀三角函數(shù)的性質(zhì)解決三角函數(shù)有關(guān)問題成為命題的新趨勢,所占比重越來越大,這符合 《標(biāo)準(zhǔn)》 中對“函數(shù)”部分的要求:選取“函數(shù)”為核心,將整個領(lǐng)域的知識組織成以“函數(shù)”為核心的輻射狀的網(wǎng)絡(luò)體系,并以“函數(shù)”的某些子概念與其他領(lǐng)域知識的聯(lián)系為載體,發(fā)展不同領(lǐng)域間的聯(lián)系.
解答題常以三角形為命題背景,以正弦定理和余弦定理為工具,結(jié)合適當(dāng)?shù)娜呛愕茸冃谓鉀Q三角形的邊角關(guān)系,難度不大,屬于基礎(chǔ)題. 除全國新高考Ⅰ卷要求較高外,其他均屬于容易題. 全國新高考Ⅰ卷第18題綜合考查了三角恒等變換、正弦定理,以及運用方程思想和函數(shù)思想解決問題,除對基礎(chǔ)公式的考查外,對邏輯推理和數(shù)學(xué)運算等素養(yǎng)有較高要求.
2. 從考查方式分析,可分為顯性考查和隱性考查
三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)、圖象變換、兩角和與差的三角函數(shù)公式、二倍角公式、正弦定理和余弦定理都是顯性考查的主要對象,命題形式也是歷年高考三角函數(shù)部分的常規(guī)形式;隱性考查包括用作為數(shù)學(xué)工具的三角函數(shù)來解決平面向量、立體幾何、解析幾何和函數(shù)等問題,以及在這些章節(jié)內(nèi)容中出現(xiàn)的與三角函數(shù)相關(guān)的且可結(jié)合三角函數(shù)知識來解決的內(nèi)容. 運用三角函數(shù)知識解決有關(guān)問題,著重考查了數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算和邏輯推理等素養(yǎng),對學(xué)生的綜合能力要求較高.
二、優(yōu)秀試題分析
通過分析近年來高考數(shù)學(xué)中三角函數(shù)與解三角形的試題,可以看到該部分試題對學(xué)生素養(yǎng)的考查比較全面,關(guān)注對數(shù)學(xué)基本技能和基本思想方法的考查,關(guān)注對數(shù)學(xué)問題解決的通性、通法的考查,重視邏輯推理,關(guān)注全局變化. 具體表現(xiàn)為:關(guān)注數(shù)形結(jié)合和整體代換,關(guān)注“角”“名”“次”恒等變換,關(guān)注公式、方程、函數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,關(guān)注三角綜合性問題的全局分析,關(guān)注多角度運用三角函數(shù)解題,等等.
三、復(fù)習(xí)備考建議
1. 夯實基礎(chǔ),搭建牢固的知識體系
三角函數(shù)與解三角形有三部分基本內(nèi)容. 一是任意角三角函數(shù)的定義和三角函數(shù)的圖象與性質(zhì). 在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時,教師應(yīng)該幫助學(xué)生將單位圓和三角函數(shù)圖象結(jié)合起來全面理解三角函數(shù),建構(gòu)研究三角函數(shù)問題的思路,有效提升學(xué)生的直觀想象素養(yǎng). 二是三角恒等變換,公式多,從和 (差) 角公式和倍角公式的推導(dǎo)過程可以發(fā)現(xiàn),這些公式之間存在緊密的邏輯關(guān)系,且推導(dǎo)過程中蘊含豐富的思想方法. 這部分內(nèi)容對學(xué)生邏輯推理素養(yǎng)的提升起到了重要的作用. 三是解三角形,需要學(xué)生具備直觀想象和數(shù)學(xué)建模素養(yǎng). 以上所述三部分內(nèi)容相互關(guān)聯(lián). 除了知識內(nèi)容的聯(lián)系外,教師還應(yīng)該幫助學(xué)生建立研究三角函數(shù)與解三角形的邏輯體系. 教師不但要清晰地知道研究內(nèi)容,更要知道研究方法,掌握研究脈絡(luò),這樣才能有效培養(yǎng)學(xué)生研究問題的能力.
2. 加強聯(lián)系,形成解題的基本策略
聯(lián)系既有學(xué)習(xí)內(nèi)容上的聯(lián)系,也有解題分析時的聯(lián)系. 從內(nèi)容上聯(lián)系,即三角函數(shù)與解三角形內(nèi)部知識的聯(lián)系. 例如,在解三角形中研究角時需要具備三角恒等變換知識,研究三角函數(shù)性質(zhì)時需要聯(lián)系導(dǎo)數(shù)知識研究函數(shù)局部性質(zhì). 解題能力是邏輯推理和數(shù)學(xué)運算等素養(yǎng)的綜合體現(xiàn),不能一蹴而就,而要在平時一步步形成. 在三角恒等變換時,觀察角、函數(shù)名、次數(shù),聯(lián)系條件與解題目標(biāo);在研究三角函數(shù)性質(zhì)時,運用整體代換思想刪繁就簡,將復(fù)雜式子的研究化歸到研究較為簡單的 y = sin x , y = cos x , y = tan x的圖象與性質(zhì). 這些都是對學(xué)生解題綜合能力的考查,也是對學(xué)生全面掌握數(shù)學(xué)知識、應(yīng)用數(shù)學(xué)思想的考查. 復(fù)習(xí)時,教師應(yīng)該多講聯(lián)系 (知識的聯(lián)系和方法的聯(lián)系),從而幫助學(xué)生形成對三角函數(shù)與解三角形內(nèi)容的全面認(rèn)識.
3. 回歸教材,尋找試題的命制原型
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) (2017年版)》解讀中提到:數(shù)學(xué)本質(zhì)不在于它的結(jié)論,而在于它的思想. 在學(xué)習(xí)三角函數(shù)與解三角形知識時,學(xué)生會認(rèn)為這部分內(nèi)容公式多,難記憶;方向多,難化簡. 這就需要教師在教學(xué)中用數(shù)學(xué)的思維方法和推理方法幫助學(xué)生學(xué)習(xí),讓學(xué)生在掌握“四基”的基礎(chǔ)上提升“四能”. 例 如,在教學(xué)“誘導(dǎo)公式”的內(nèi)容時,借助單位圓,抓住兩角終邊的對稱關(guān)系和任意角三角函數(shù)的定義,既能讓學(xué)生掌握具有特殊關(guān)系的兩個角的三角函數(shù)特征,即誘導(dǎo)公式的內(nèi)容,也能獲得研究特殊幾何位置關(guān)系的方法. 在研究解三角形的兩個基本工具——正弦定理和余弦定理時,平面向量的工具性優(yōu)勢更能體現(xiàn),人教A版新教材直接將這部分內(nèi)容作為平面向量的應(yīng)用部分的內(nèi)容. 這些是教材上的知識講解素材,利用好這些素材,可以有效提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng). 如果在平時的教學(xué)中注意挖掘教材中的素材,就可以對三角函數(shù)與解三角形內(nèi)容在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的地位有整體的認(rèn)識. 教材上的習(xí)題也是可以挖掘的素材. 例如,2022年全國新高考Ⅰ卷第18題雖然難度較大,但是在各版本教材中都可以獲得原型. 可見,體現(xiàn)重要知識、重要方法和關(guān)鍵思想方法的試題在教材中都有所體現(xiàn). 教師要帶領(lǐng)學(xué)生厘清、想透這樣的題目. 在新授課教學(xué)時,就應(yīng)用好教材及其習(xí)題,打好基礎(chǔ);在高考第一輪復(fù)習(xí)時,還應(yīng)該不脫離教材,再次將教材中的優(yōu)秀素材融入復(fù)習(xí)環(huán)節(jié),如必要的定理推導(dǎo)要重新回顧,好的習(xí)題要進(jìn)行變形、聯(lián)系形成問題鏈,使學(xué)生獲得新的收獲.
在高考復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師要有大局觀和全局觀,不脫離教材,取之用之,著重提升學(xué)生研究數(shù)學(xué)問題的能力,從而更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
四、典型模擬題1. (多選題) 圖 1 是函數(shù) f (x) = sin( ) ωx + φ (ω > 0)的部分圖象,則下列說法正確的有( )
參考文獻(xiàn):
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