高考真題是命題專家集體智慧的結(jié)晶,既具有選拔功能,又對(duì)教學(xué)起著導(dǎo)向作用.教師只有深入研究高考真題,才能提高教學(xué)效益.下面是筆者對(duì)2023年新高考Ⅰ卷第17題的一些思考,與大家交流.
1 考題再現(xiàn)
(2023年全國(guó)高考數(shù)學(xué)新高考Ⅰ卷第17題)已知在△ABC中,已知A+B=3C,2sin(A-C)=sin B.
(1)求sin A;
(2)設(shè)AB=5,求AB邊上的高.
這是一道解三角形與三角函數(shù)綜合的解答題,突出考查解三角形的基本知識(shí)和轉(zhuǎn)化與化歸思想,考查三角函數(shù)的基本關(guān)系式和化簡(jiǎn)變形,考查學(xué)生的邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)建模等核心素養(yǎng),是一道具有研究?jī)r(jià)值的好題.
2 解法探究
2.1 第(1)小題的解法
第(1)問(wèn)考查三角函數(shù)的基本關(guān)系式和化簡(jiǎn)變形,可從多角度入手求解.基本策略是變角、變名、變結(jié)構(gòu),逐步化簡(jiǎn)三角關(guān)系式,求出sin A.
解:由A+B+C=π,A+B=3C,得
A+B=3π4,C=π4.
根據(jù)2sin(A-C)=sin B,得
2sinA-π4=sin3π4-A.
整理得sin A=3cos A.
結(jié)合sin 2A+cos2A=1,A∈(0,π),可得
sin A=31010.
評(píng)注:如何處理A+B=3C和2sin(A-C)=sin B是難點(diǎn),靈活運(yùn)用三角形內(nèi)角和公式以及兩角和(差)的三角公式是解題的關(guān)鍵.
2.2 第(2)小題的解法
對(duì)于解三角形中的“三線”問(wèn)題,通常有“邊化角”與“角化邊”兩個(gè)變形方向,根據(jù)題設(shè)條件與目標(biāo)進(jìn)行分析,容易想到三角形高的定義.
解pT4TZMRy9S2ME6ZkLS7OQ+qenCgG2j+FH1eJ2jG6viM=法1:正弦定理+解三角形.
由正弦定理,得BCsin A=ABsin C,則
BC=ABsin C\5sin A=35.
因?yàn)閟in A>sin C,所以A>C.
由(1)得sin A=3cos A,則
cos A=1010.
所以sin B=sin(A+C)=255.
由正弦定理,得ACsin B=ABsin C,則
AC=ABsin C\5sin B=210.
設(shè)AB邊上的高為h,則h=AC\5sin A=210×31010=6,所以
AB邊上的高為6.
解法2:正弦定理+三角函數(shù).
由tan A=3>0,得π4<A<π2,則cos A=1010.
所以sin B=sin(A+C)=255.
由正弦定理,得ACsin B=ABsin C,則
AC=ABsin C\5sin B=210.
設(shè)AB邊上的高為h,則h=AC\5sin A=210×31010=6,
故AB邊上的高為6.
解法3:正弦定理+面積法.
由tan A=3>0,得π4<A<π2,則cos A=1010.
所以sin B=sin(A+C)=255.
由正弦定理,得sin A∶sin B∶sin C=BC∶AC∶AB=31010∶255∶22.
結(jié)合AB=5,可得AC=210,BC=35.
設(shè)AB邊上的高為h,則S△ABC=12AB\5h=12AC\5BC\5sin C=15,解得h=6.
故AB邊上的高為6.
評(píng)注:根據(jù)題設(shè)條件與目標(biāo)進(jìn)行分析,容易想到高的定義,再聯(lián)想三角形面積公式,借助算兩次的思想和方程思想,將問(wèn)題化繁為簡(jiǎn).
解法4:幾何法+等面積法.
由(1)知tan A=3tan C.如圖1所示,過(guò)點(diǎn)B作BG⊥AC,垂足為G,過(guò)點(diǎn)G作GM⊥AB,垂足為M,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥AB,垂足為H.
設(shè)AG=x,則BG=CG=3x,
于是|AB|=10x=5,得x=102.
由S△AGB=12AG\5BG=12AB\5GM,可得
GM=35x2=32.
由AC=4AG,可得CH=4GM=6.
解法5:三角恒等變換+幾何法.
由(1)知tan A=3,結(jié)合A+B+C=π,可得
tan B=-tan(A+C)=-tan A+tan C1-tan Atan C=2.
如圖2,過(guò)點(diǎn)C作CD⊥AB,垂足為D.設(shè)CD=h,則
|AB|=|AD|+|DB|=htan A+htan B=h3+h2=5,
解得h=6.
故AB邊上的高為6.
解法6:三角恒等變換法.
由(1)知tan A=3.如圖2,過(guò)點(diǎn)C作CD⊥AB于點(diǎn)D,設(shè)AD=m,則CD=3m.
由正弦定理,得
BCsin A=ABsin C.
所以BC=ABsin C\5sin A=35.
在Rt△BDC中,
BD2+CD2=BC2,則
(5-m)2+9m2=45.
解得m=2.
故AB邊上的高為6.
評(píng)注:根據(jù)題設(shè)條件與目標(biāo)進(jìn)行分析,容易想到高的定義,巧妙利用數(shù)形結(jié)合及方程思想,將問(wèn)題化繁為簡(jiǎn).
3 問(wèn)題溯源
高考試題是高考復(fù)習(xí)中必備的課程資源,尋找高考數(shù)學(xué)試題的生長(zhǎng)點(diǎn)、命題背景,探究題源,挖掘命題的"題根",有利于把握高考命題的風(fēng)向標(biāo),選擇或命制相似的題目進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練,能夠有效提升對(duì)解題思想的理解,同時(shí)對(duì)提高復(fù)習(xí)效率有很大的意義.問(wèn)題的條件(在△ABC中,A+B=3C,2sin(A-C)=sin B)是該題最大的亮點(diǎn).看到這道題,筆者認(rèn)為該題是2004年高考全國(guó)Ⅱ卷數(shù)學(xué)理科第17題的“翻版”.
溯源1(2004年高考全國(guó)Ⅱ卷理科第17題)已知銳角三角形ABC中,sin(A+B)=35,sin(A-B)=15.
(1)求證:tan A=2tan B;
(2)設(shè)AB=3,求AB邊上的高.
解:(1)(詳解略).
(2)由A+B∈π2,π,sin(A+B)=35,可得cos(A+B)=-45,則tan(A+B)=-34,即tan A+tan B1-tan Atan B=-34.
又tan A=2tan B,解得tan A=2+6,tan B=2+62.
設(shè)AB邊上的高為h,則htan A+htan B=3,解得h=2+6.
溯源2(2016年新課標(biāo)Ⅲ卷數(shù)學(xué)理科第8題)在△ABC中,B=π4,BC邊上的高等于13BC,則cos A等于().
A.31010
B.1010
C.-1010
D.-31010
解:設(shè)△ABC中角A,B,C對(duì)應(yīng)的邊分別為a,b,c,AD⊥BC于點(diǎn)D,∠DAC=θ.
因?yàn)樵凇鰽BC中,B=π4,AD=h=13BC=a3,所以
BD=AD=a3,CD=2a3.
在Rt△ADC中,有
cos θ=ADAC=a3a32+2a32=55.
所以sin θ=255.
故cos A=cosπ4+θ=cosπ4cos θ-sinπ4\5sin θ=22×55-22×255=-1010.故選:C.
通過(guò)上面的例子可以看出,在強(qiáng)調(diào)命題改革的今天,通過(guò)改編、創(chuàng)新等手段來(lái)賦予往年高考真題新的生命,已成為高考命題的一種新趨勢(shì).因此,在高考復(fù)習(xí)的過(guò)程中務(wù)必要注意對(duì)往年高考真題進(jìn)行變式訓(xùn)練,做到探索變式,豐富成果,對(duì)解題思路進(jìn)行內(nèi)化、深化探索,總結(jié)升華;把握其實(shí)質(zhì)、掌握其規(guī)律、規(guī)范其步驟.
4 拓展變式
對(duì)于這道有價(jià)值的高考試題,我們不能滿足于僅給出其解法,還應(yīng)該充分挖掘其價(jià)值,可以通過(guò)適當(dāng)改變?cè)囶}的條件或求解目標(biāo),對(duì)其進(jìn)行變式,并將有些問(wèn)題推廣到一般情況,這對(duì)高考復(fù)習(xí)備考是很有意義的.
案例典型“三線”問(wèn)題及其變形
問(wèn)題在△ABC中,已知AB=5,AC=8,BC=12,D為線段BC上一點(diǎn).
(1)若D為線段BC的中點(diǎn),求AD的長(zhǎng);
(2)若AD平分∠BAC,求AD的長(zhǎng);
(3)若AD⊥BC,求AD的長(zhǎng).
評(píng)注:從典型問(wèn)題和基礎(chǔ)問(wèn)題出發(fā),對(duì)問(wèn)題進(jìn)行變形,可使得研究由淺入深、知識(shí)不斷得以鞏固、核心素養(yǎng)能力得以提升.這種研究問(wèn)題的形式有助于對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固.
5 教學(xué)啟示
對(duì)于一道典型的高考真題從多個(gè)角度對(duì)其剖析,充分挖掘其價(jià)值.通??梢运伎既缦聠?wèn)題:你能用多種方法求解這個(gè)問(wèn)題嗎?這個(gè)問(wèn)題的命題意圖是什么?改變條件或求解目標(biāo),這些方法還適用嗎?這個(gè)問(wèn)題能否推廣到一般情形?等等.只有真正弄清這個(gè)問(wèn)題的來(lái)龍去脈,把握其各種變化,在遇到新問(wèn)題時(shí)我們才能做到靈活處理,隨機(jī)應(yīng)變.“磨刀不誤歡柴工”,高三復(fù)習(xí)與其盲目刷題,不如多回歸“典型”,在典型的問(wèn)題和情境中提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)和能力,提高高三復(fù)習(xí)的效率,這樣的復(fù)習(xí)不失為高效的復(fù)習(xí).