摘? 要:依托2023年高考函數(shù)與導(dǎo)數(shù)相關(guān)試題,就課程標(biāo)準(zhǔn)要求、命題導(dǎo)向、教材關(guān)聯(lián)、方法特點(diǎn)、能力素養(yǎng)等維度進(jìn)行解讀,給出2024年高考函數(shù)與導(dǎo)數(shù)專題的復(fù)習(xí)備考建議和典型模擬題.
關(guān)鍵詞:函數(shù)與導(dǎo)數(shù);試題特點(diǎn);復(fù)習(xí)備考建議
《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)》)中指出:函數(shù)是現(xiàn)代數(shù)學(xué)最基本的概念,是描述客觀世界中變量關(guān)系和規(guī)律的最為基本的數(shù)學(xué)語言和工具,在解決實際問題中發(fā)揮重要作用. 函數(shù)是貫穿高中數(shù)學(xué)課程的主線. 人教A版《普通高中教科書·數(shù)學(xué)》(以下統(tǒng)稱“人教A版教材”)必修第一冊第三章“函數(shù)的概念與性質(zhì)”的章引言中進(jìn)一步明確:客觀世界中有各種各樣的運(yùn)動變化現(xiàn)象,所有這些都表現(xiàn)為變量間的對應(yīng)關(guān)系,這種關(guān)系常常可用函數(shù)模型來描述;函數(shù)是解決數(shù)學(xué)問題的基本工具;函數(shù)概念及其反映的數(shù)學(xué)思想已滲透到數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域;函數(shù)知識有廣泛的實際應(yīng)用. 由此可見,充分了解高中階段函數(shù)與導(dǎo)數(shù)知識的邏輯體系和目標(biāo)要求,確立函數(shù)的觀點(diǎn),運(yùn)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)或解決實際問題,是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的核心任務(wù). 綜觀2023年9份高考數(shù)學(xué)試卷,對函數(shù)與導(dǎo)數(shù)內(nèi)容的考查充分踐行了《標(biāo)準(zhǔn)》的要求,突出強(qiáng)調(diào)對基礎(chǔ)知識和基本概念的深入理解和靈活掌握,注重考查學(xué)生對學(xué)科知識的綜合應(yīng)用能力,落實《中國高考評價體系》(以下簡稱《體系》)中“四翼”的考查要求,彰顯了合理控制試題難度、科學(xué)引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)、促進(jìn)考教銜接、避免機(jī)械刷題等命題特色.
一、試題特點(diǎn)分析
2023年高考關(guān)于函數(shù)與導(dǎo)數(shù)知識點(diǎn)的考查,題型涉及選擇題(單選題和多選題)、填空題和解答題. 其中,選擇題和填空題均以對函數(shù)的基本概念、函數(shù)的圖象與性質(zhì)的理解和應(yīng)用為命題立意點(diǎn),如全國新高考Ⅰ卷第4題、第10題和第11題,全國新高考Ⅱ卷第4題、第6題和第11題,全國甲卷(理科)第10題和第13題,全國乙卷(理科)第4題和第16題,天津卷第4題和第15題,主要考查函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、比較大小等基本概念和基礎(chǔ)知識,數(shù)形結(jié)合地研究函數(shù)的基本方法,抽象函數(shù)的理解與轉(zhuǎn)化及含絕對值和含參問題的轉(zhuǎn)化策略,充分體現(xiàn)了在概念理解、熟練掌握通性通法的基礎(chǔ)上做到靈活遷移和思維創(chuàng)新的能力要求. 解答題部分,除了全國新高考Ⅰ卷中將函數(shù)與導(dǎo)數(shù)解答題前移至第19題的位置,其他試卷中的函數(shù)與導(dǎo)數(shù)解答題仍然處于全卷壓軸題或次壓軸題的位置,主要考查利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求曲線的切線、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、利用導(dǎo)數(shù)證明不等式、利用導(dǎo)數(shù)解決恒成立問題及求參數(shù)的取值范圍,利用導(dǎo)數(shù)研究與三角函數(shù)綜合的函數(shù)問題等內(nèi)容,對推理能力和運(yùn)算能力提出了較高要求.
題源分析:人教A版教材對情境創(chuàng)新性問題充分關(guān)注,如選擇性必修第二冊第75頁例2的通貨膨脹問題、第77頁例5的凈化水純度問題、第80頁例7的彈簧振子位移問題. 此外,課后習(xí)題中也涉及豐富的函數(shù)類情境問題,充分體現(xiàn)了函數(shù)源于生活實際、刻畫變量關(guān)系、指導(dǎo)生產(chǎn)實踐的基本數(shù)學(xué)邏輯. 學(xué)生在學(xué)習(xí)各類函數(shù)基本概念時要注重深度理解其發(fā)生發(fā)展過程,熟練掌握研究函數(shù)的基本方法和運(yùn)算規(guī)律,并以教材例題和習(xí)題為研究載體,提升相關(guān)能力和素養(yǎng). 高考對情境化問題的考查已經(jīng)成為常態(tài),??汲P碌那榫愁}要求學(xué)生在日常的學(xué)習(xí)中注重知識積累和學(xué)科知識融合,充分感悟函數(shù)知識的數(shù)學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)邏輯,學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界,養(yǎng)成數(shù)學(xué)地思考問題的習(xí)慣.
類題賞析:自《標(biāo)準(zhǔn)》實施以來,情境創(chuàng)新性問題是每年高考的必考問題,如2021年全國新高考Ⅱ卷第4題以北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的科學(xué)情境命制,2022年北京卷第7題以國家速滑館“冰絲帶”使用高效環(huán)保的二氧化碳跨臨界直冷制冰技術(shù)實現(xiàn)綠色冬奧的生活情境命制. 此類情境創(chuàng)新題往往取材于科學(xué)前沿、時事熱點(diǎn)或與學(xué)生生活密切相關(guān)的話題,取材面廣、題干新穎、信息量較大,具有較強(qiáng)的時代感,有利于在考查有關(guān)知識、能力和素養(yǎng)的同時,幫助學(xué)生樹立文化自信. 其對學(xué)生的閱讀理解能力提出了較高要求,但是只要精于提煉關(guān)鍵信息,掌握函數(shù)的基本性質(zhì),適當(dāng)注意變量的定義規(guī)則和實際意義,便不難獲解.
二、優(yōu)秀試題分析
對2023年高考6份全國卷中與函數(shù)和導(dǎo)數(shù)內(nèi)容有關(guān)的試題進(jìn)行梳理,發(fā)現(xiàn)其在各份試卷中均占有較大比重,是高考考查的重點(diǎn). 試題內(nèi)容緊扣《標(biāo)準(zhǔn)》、依托教材,難度控制合理,注重對“四基”“四能”的考查,具備相當(dāng)?shù)膮⒖家饬x和研究價值,為教學(xué)和高考復(fù)習(xí)備考提供了方向. 其中不乏立意高遠(yuǎn)、構(gòu)思精巧的精彩試題,現(xiàn)遴選三道進(jìn)行解讀分析.
回顧反思:此題考查函數(shù)的單調(diào)性、含參問題的分類討論和不等式的證明等問題,體現(xiàn)了導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)性質(zhì)和不等式證明問題中的工具性,是高考函數(shù)與導(dǎo)數(shù)解答題的重要命題方向,難度適中,第(1)小題和第(2)小題的設(shè)問關(guān)聯(lián)且遞進(jìn),不同思維層次的學(xué)生均能找到自己的得分點(diǎn). 若進(jìn)一步研究又有多種可行性方案,能充分體現(xiàn)不同學(xué)生的思維水平和對知識、方法的理解及運(yùn)用程度. 對引領(lǐng)教學(xué)和避免機(jī)械刷題具有導(dǎo)向作用.
例7 (全國乙卷·理21)已知函數(shù)[fx=][1x+a ·][ln1+x].
(1)當(dāng)[a=-1]時,求曲線[y=fx]在點(diǎn)[1,f1]處的切線方程.
(2)是否存在a,b,使得曲線[y=f1x]關(guān)于直線x = b對稱?若存在,求a,b的值;若不存在,說明理由.
(3)若[fx]在[0,+∞]上存在極值,求 a 的取值范圍.
題意理解:第(1)小題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,即求曲線的切線方程,較為基礎(chǔ);第(2)小題考查對函數(shù)圖象對稱性的理解與應(yīng)用,思維量有所提升;第(3)小題考查函數(shù)極值的存在性與方程根的聯(lián)系,思維要求和運(yùn)算難度有較大提升.
思路探求:第(1)小題,先由題意求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后由導(dǎo)數(shù)的幾何意義確定切線的斜率和切點(diǎn)坐標(biāo),最后求解切線方程即可. 第(2)小題,先求得函數(shù)的定義域,由函數(shù)定義域的對稱性可以確定實數(shù)[b]的值,進(jìn)一步結(jié)合函數(shù)的對稱性,利用特殊值法可得關(guān)于實數(shù)[a]的方程,解方程可得實數(shù)[a]的值,最后檢驗所得的[a,b]是否正確即可. 第(3)小題等價于導(dǎo)函數(shù)有變號的零點(diǎn),據(jù)此構(gòu)造新函數(shù)[gx=ax2+x-x+1 ·]