高考數(shù)學(xué)命題注重創(chuàng)新.在近年高考或各地模擬考試中,出現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)新穎、情境鮮活、“非同尋?!钡膭?chuàng)新命題,很好地考查了考生在新的信息、背景和設(shè)問(wèn)等命題形式下,靈活運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和方法,獨(dú)立地分析、思考和探索,進(jìn)而圓滿解答問(wèn)題的能力.本文擷取并分類解析出現(xiàn)在近年各地模擬考試中的創(chuàng)新題型,供參考.
例1(2023屆淮北市一模7)如圖1,對(duì)于Г線所在平面內(nèi)的點(diǎn)O,若存在以O(shè)為頂點(diǎn)的角α,使得對(duì)于曲線Г上的任意兩個(gè)不同的點(diǎn)A,B恒有∠AOB≤α成立,則稱角α為曲線Г的相對(duì)于點(diǎn)O的“界角”,并稱其中最小的“界角”為曲線Г的相對(duì)于點(diǎn)O的“確界角”.已知
點(diǎn)評(píng):本題首先給出“界角”、“確界角”新定義,在理解新定義的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析曲線解析式的特點(diǎn)和性質(zhì),利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義和向量夾角公式求解,在考查新定義信息遷移的同時(shí),考查數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、直觀想象等核心素養(yǎng)及創(chuàng)新思維能力,新穎別致.
點(diǎn)評(píng):本題以三角形的“圖形拼接”為載體,考查了識(shí)圖能力及正、余弦定理和三角形面積公式的應(yīng)用.
例3 (2024屆“Fiddie學(xué)派”高考一模13)1995年,安德魯·懷爾斯成功證明了費(fèi)馬大定理:當(dāng)整數(shù)n>2時(shí),方程an+bn=cn沒(méi)有正整數(shù)解.而早在18世紀(jì),數(shù)學(xué)家歐拉就證明了費(fèi)馬大定理中的情形.某同學(xué)想尋找情形的簡(jiǎn)單證明,即證“方程a3+b3=c3沒(méi)有正整數(shù)解”.他的證明過(guò)程為:若存在正整數(shù)a,b,c使得a3+b3=c3,
則a3=c3-b3①,所以a3=(c-b)(c2+cb+b2)②.
因?yàn)閍<a2,并且c-b≤c2+cb+b2,所以a=c-b并且a2=c2+cb+b2③.消掉a,可得(c-b)2=c2+cb+b2④.于是c2-2ab+b2=c2+cb+b2⑤.所以3cb=0,從而b=0或c=0,這與b,c都是正整數(shù)矛盾⑥.
綜上,方程a3+b3=c3沒(méi)有正整數(shù)解.
該名同學(xué)的證明過(guò)程(填“正確”或“錯(cuò)誤”),如果你認(rèn)為證明過(guò)程錯(cuò)誤,首個(gè)錯(cuò)誤步驟的序號(hào)是(如果第一個(gè)填了“正確”,無(wú)需作答第二個(gè)空).
解析:步驟①只進(jìn)行了移項(xiàng),沒(méi)有問(wèn)題;步驟②只運(yùn)用了立方差公式,也沒(méi)有問(wèn)題;步驟③存在問(wèn)題,首先根據(jù)a≤a2,c-b<c≤c2<c2+cb+b2,并不能推出a=c-b并且a2=c2+cb+b2.這里其實(shí)我們也無(wú)法給出一個(gè)具體的反例,因?yàn)橛少M(fèi)馬大定理可知不存在正整數(shù)a,b,c使a3+b3=c3.由于注意到,若c-b=1,則b≥1,c≥2,于是a2=c2+cb+b2≥4+2+1=7,因此a≥2,這時(shí)是不可能有a=c-b的,所以步驟③是錯(cuò)誤的.故第一空填錯(cuò)誤;第二空填③.
點(diǎn)評(píng):本題給出一種比較新穎的命題模式——從證明過(guò)程中找出錯(cuò)誤,很好地考查了考生的邏輯推理及數(shù)學(xué)思辨能力.
A.15 B.31 C.63 D.127
點(diǎn)評(píng):本題將數(shù)列遞推關(guān)系滲透在向量的分解關(guān)系中,運(yùn)用向量知識(shí)得到數(shù)列遞推公式后轉(zhuǎn)化求解,是一道數(shù)列與向量有機(jī)結(jié)合的試題,頗為新穎.
點(diǎn)評(píng):本題創(chuàng)新試題的設(shè)問(wèn)形式,根據(jù)復(fù)數(shù)的代數(shù)形式的運(yùn)算和復(fù)數(shù)模的公式化簡(jiǎn)題設(shè)條件,確定a,b的關(guān)系后,由此作出判斷的.
例6 (2023屆衡水中學(xué)綜合素養(yǎng)評(píng)價(jià)10)圓錐曲線為什么冠以圓錐之名?因?yàn)樗梢詮膱A錐中截取獲得.我們知道,用一個(gè)垂直于圓錐的軸的平面去截圓錐,截口曲線(截面與圓錐側(cè)面的交線)是一個(gè)圓,用一個(gè)不垂直于軸的平面去截圓錐,當(dāng)截面與圓錐的軸的夾角θ不同時(shí),可以得到不同的截口曲線,它們分別是橢圓、拋物線、雙曲線.因此,我們將圓、橢圓、拋物線、雙曲線統(tǒng)稱為圓錐曲線.截口曲線形狀與θ和圓錐軸截面半頂角α有如下關(guān)系(θ,α
有一定線段AB與平面β夾角φ(如圖5),B為斜足,β上一動(dòng)點(diǎn)P滿足∠BAP=γ,設(shè)P點(diǎn)在β的運(yùn)動(dòng)軌圖5跡Г是,則( ).
解析:由于AB是定線段,且∠BAP=γ為定值,因此動(dòng)點(diǎn)P在以AB為軸的圓錐上運(yùn)動(dòng),其中圓錐軸截面的半頂角為γ,β與圓錐軸AB的夾角為φ.對(duì)于A,由于φ>r,所以P點(diǎn)在平面β的運(yùn)動(dòng)軌跡Г是橢圓,所以A正確;對(duì)于B,由于φ>r,所以P點(diǎn)在平面β的運(yùn)動(dòng)軌跡Г是橢圓,所以B錯(cuò)誤;對(duì)于C,由于φ=r時(shí),所以P點(diǎn)在平面β的運(yùn)動(dòng)軌跡Г是拋物線,所以C正確;對(duì)于D,由于φ>r,所以P點(diǎn)在平面β的運(yùn)動(dòng)軌跡Г是橢圓,所以D正確.綜上,選ACD.
點(diǎn)評(píng):本題給出圓錐曲線名稱“由來(lái)”的背景材料,在對(duì)所給材料閱讀理解題的基礎(chǔ)上,設(shè)置“軌跡”判斷問(wèn)題,然后根據(jù)題中所給的材料信息,逐一分析作出判斷的.