平凡真功显 秒解素养现——由2017浙江省高中数学模拟卷17题说起

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2017年第4期中学教研(数学)• 39 •平凡真功显秒解素养现—由2017浙江省高中数学模拟卷17题说起•李学军曲文瑞(平湖中学浙江平湖31400)摘要:作为数学教师要研究解题,要研究学生的解题,引导学生用数学的思维求思考和解决问题,去体会、体验在解 题过程中的纠结和成功之后的快乐,实现真正意义的数学学习.文章结合2017年浙江省数学模拟卷中的一道填空题,深入 挖掘考点,深刻探寻题源,为2017年的高考复习及数学素养的培养提供一种思考的方向.关键词:解法;探源;教学;启迪中图分类号:〇123.1 文献标识码:A文章编号:1003 -6407(2017)04-39-032016年12月17日浙江省考试院在全省范围 内对参加2017年高考的学生进行了数学模拟测试,元济中学、湖州二中及平湖中学这3所学校结 盟进行了网上阅卷,其中第1题的平均分为0.73,作为填空题的压轴题,真正发挥了对学生的选拔功 能.1考题重现:似曾相识燕归来题目已知函数/(%) =/ +a%+6(其中a,^R),在区间(0 ,)内有2个零点,则3a+ 6的取值范围是______(答案:(-5,0)).人教A版教材必修1第87页明确指出:方程 有实数根^函数与%轴有交点^函数有零点.本题的实质是考查对函数零点概念的理解,并 且融多种数学思想及解法于一体,这也是处理函数 零点问题中最基本的想法.本题紧扣教材,无论是 函数值范围的处理还是数形结合思想都源于教材.该题作为填空题的压轴题语言简洁,解题入口宽、层次多、区分度好,具有非常明显的“浙江风采”.2解法探究:横看成岭侧成峰解法1直接法/ + a + 6 =0的2个不相等的实数根为a< 0,6>0,于是12a2 -46 >0,、a+6 + 1 >0•设3a+ 6 =,如图1,由ra2 -46 =0,[a+ 6 + 1 =0得交点P( -2,1).当直线3a+6 =经过点0(0,0)时,z=0;当直线3a+6 =经过点尸(-2,1)时,=-5,因此 3a+6e( —5,0).点评该题对于大多数考生来说要么基本没有想法,要么有想法但无行动.的确,在平时的高考 复习中,学生对字母的运算是存在畏难心理的.另外,在平时复习的过程中也很少遇到.因此,该解法 在考试的过程中,很少被考生想到,更不要说用好.解法2根的分布因为函数/()=尤2 + a% + 6(其中a,6 E R)在 区间(0,1)内有2个零点,所以</(0) =6>0,/(1) =1 +a+6>0,气2槡a2 -46 2从而 0<~a-^a2 ~46<^槡a2 -46^=a2-46>0,[0<-了 <i,*收文日期:016-12-20;修订日期:2017-02-16作者简介:李学军(1976 -)男,吉林省德惠市人,中学高级教师.研究方向:数学教育.• 40 •中学教研(数学)2017年第4期整理得- 2 < < 0,b>0,'a-44 >0,+ b + 1 > 0,接下来的处理方式有2种:方法1接下来走规划的路径,通过数形结合进行求解(同解法1).方法2把不等式组变形为2—a —1 <b <-4且—2 < a < 0,2贝丨J-5 <2a-1 <3a+ b<3a+^4<0.点评通过数形结合的方式找出关于a,b的 不等式组,大多数学生比较推崇方法1,因此在考 场上,学生更喜欢走这样的路径.对于方法2来说,学生很难在短时间内想到,利用不等的关系进行消 元,然后再利用函数的单调性,求出相关函数的上界或下界.解法3韦达定理由题意设方程^ +似+ b = 0的2个不相等的 实数根分别为%1,,2,且0 <%1 <%2 <1则+ 尤2 =—a,^^2 = b,从而 3a + b= + :\;1^2 =(^1 —3)(^2 _3) —9.因为0<%<^<1,所以—3 <^1 —3 < —2, 一3<尤2 一3<一2,从而 斗^^-])(2-3) <9,即一5 < (巧一3)(巧一3) _9 <0,亦即 -5<3tt + b〈0.点评该解法把变量a,b用新的有范围的变量^A来表示,根据^,巧的范围来限制出3a +b 的范围.这是一种非常值得推广的解题方法,但是 这种解法说起来轻巧,在遇到实际问题时,马上进 入解题通道的确有难度.解法4构造函数3a + b= ) +%尤2=%(:\;2—3) - 3尤2,尤2 一6尤2 <尤1(尤2 一3) 一3尤2〈一3尤2.因为0<%2<1,所以—3尤2〈0,尤2 —6尤2 >—5,}从而—5 <3tt + b <0.点评该解法把3a + b用一个有限定范围的新的变量表示出来,这种表述可以是相等的也可以 是不等的.而本题恰恰是用不等关系表示,难度明 显增加,解法4和解法2中的方法2有异曲同工之 妙.解法5构造不等式由题意可得下面的不等式组{0</(0) <1,{0</(1) <1,因为/(0) =b,/(1) =1 +a+b,所以b 二/(0),"⑴-/(0) - 1从而 3a+b=3/(1) - 2/(0 ) -3.又因为■-1 <-/(0) <0,■0</() <1,所以5<33(1) -2/(0) -3<0,即-5<3a+b<0.点评把t t b用变量/(0),/(1)表示出来,/(0),/( 1)的范围通过画图(如图2)可以看出,充 分利用不等式的同向可加性,但在相加的过程中应 尽可能利用整体的作用,否则容易把范围扩大.图2 图3解法6数形结合因为函数/(尤)=尤2+t t + b(其中a,b e R)在 区间(0,1)内有2个零点,所以方程/ +似+ b =0在区间(0,1)内有2个不相等的实数根.设g(尤)=-尤2,(尤)= tt% + b,如图3,尽(尤)和^(尤)的图像在%e(0,1)有2个交点,/i(h) =a% + b的图像经过点八3,)和=-/上一点从当直线燃为#(1,-1)处的切线时,=-5;当直 线为0(0,0)处切线时,=0,因此-5 <<0,即-5<3a+b<0.点评在研究等式、不等式解的时候,通常有2017年第4期中学教研(数学)• 41 •2种思考方向:其一是构造一个函数,研究这个函 数与*轴的交点问题;其二是构造2个函数,研究 2个函数图像的交点问题.本题构造一个静态函数 和一个动态函数,而3a +6恰好可以构造出具体的 几何意义,这才是此题的本质所在.3探源:那人却在灯火阑珊处源头1已知:/(*) =x 2+ax + 6(其中a , ER ).1)当6=^4+i 时,求/(*)在[-i ,i ]上的最小值g ( a )的表达式;2)已知函数/(*)在[-1,1]上存在零点,且0矣6-2a 矣1,求6的取值范围.(2015年浙江省数学高考文科试题第20题)源头 2 设 a ,6(E R ,函数 /(*) = ax 2 + 6 ( * +1) -2.若对任意实数6,方程/(*)=*有2个相异的实数根,求实数a 的取值范围.(2015年浙江省高中数学联赛试题第16题)源头3已知6,c e R ,二次函数/(*)=*2 +6* +c 在(0,1)上与*轴有2个不同的交点,求c 2 +(1 + 6)c 的取值范围.(2014年浙江省高中数学联赛试题第18题)4教学启迪:吹尽狂沙始到金一道精彩的考试题目不仅体现在“表美”,更多的是“神美”的传递.通过对经典试题的钻研,在 一定程度上能够引导教师根据实际调整教学内容 以及根据教学内容选择恰当的教学手段和方法,进 而会直接影响学生的数学学习能力的提升.这道填 空压轴题虽然有着“入手易,解法多”的特点,但是 在操作的过程中,部分学生仍然有力不从心的感 觉.2017年浙江省数学高考文理科合卷,在复习教 学时必须把握好教学的难易,需要落实基本概念, 强化基本运算,需要落实基本方法,培养数学直 观[1].因此,在高三的复习教学中我们应该更多关 注以下几个方面:1以生为“心”.在数学学习中“懂而不会,会而不全”的现象 是非常普遍的,归根结底学生关注的焦点只是是否听懂、是否听会,而忽视了是否自己能够独立、高效 地完成.在解题的过程中我们需要关注解法,但是 作为数学教学,更需要学生亲身体验计算的过程, 酸甜苦辣只有自己亲自尝过才知道其中的滋味.2) 以思为“先”.在平时的学习过程中要经常对所学的知识和 题型进行归纳,寻找规律和突破口.在平时的教学 中要尽量留给学生足够的时间让学生读题、审题,在这个过程中读出若干个思维角度,审出题目的结构,理解问题的本质.教师和学生共同养成解题之后有反思的良好习惯,让学生既要知其然,更要知 其所以然.通过反思养成对题目深入的探索,比如举一反三、一题多解、一题多变、多题一解,真正实现罗增儒先生倡导的“通过有限的典型例题的学习去领悟那种解无数道题的数学机智”.3) 以展突“破”.解题是一种创造性的活动,作为数学的学习,积累一定的解题经验对以后解题过程中快速提取信息是大有裨益的,对一些相似的问题进行归纳总结之后,总会有些许的感悟,可以尝试对题目进行改编、拓展、推广,并在这个过程中巩固方法、辨别异同、提升能力.波利亚曾形象地指出/好问题同某些蘑菇有些相似,它们大都成堆的生长,找到一个之后,你应当在周围再找一找,很可能就有几个.”总之,题目是做不尽、探不完的.《庄子•养生 主》中说/吾生而有涯,而知也无涯.”通过这次浙 江省考试院的模拟调研,笔者有一种感触:学生在 考场上的思路探寻,教师在考后的解法探究,命题 者在命题时的蓝图设计,俨然构成了一幅李白笔下 的“举杯邀明月,对影成三人”的精彩且具有浓厚 浙江风味的美妙画卷.参考文献[1 ]王红权.含绝对值的不等式问题复习研究[J ].中学教研(数学),2016(12) :29-34.。