多年來,高考數(shù)學(xué)北京卷一直堅持“簡潔、基礎(chǔ)、本質(zhì)、創(chuàng)新”的風(fēng)格:試題及其答案簡潔;注重對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能的全面考查;尤其注重對數(shù)學(xué)本質(zhì)的考查,一般不會有過多的繁雜的計算;試題背景新穎、內(nèi)涵豐富、亮點紛呈、解法靈活、思維深刻、銳意創(chuàng)新.
下面以2016年高考數(shù)學(xué)北京理科卷和文科卷為例,談?wù)勂洹氨本┨厣?1“簡潔、基礎(chǔ)、本質(zhì)、創(chuàng)新”是試卷的鮮明特色
1.1部分試題呈現(xiàn)
文科第7題已知A2,5,B4,1.若點Px,y在線段AB上,則2x-y的最大值為().
A.-1B.3C.7D.8
文科第9題已知向量a=1,3,b=3,1,則a與b夾角的大小為.
文科第10題函數(shù)f(x)=xx-1x≥2的最大值為.
文科第16題已知函數(shù)f(x)=2sinωxcosωx+cos2ωxω>0的最小正周期為π.
(1)求ω的值;
(2)求f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間.
文科第20題設(shè)函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx+c.
(1)求曲線y=f(x)在點0,f0處的切線方程;
(2)設(shè)a=b=4,若函數(shù)f(x)有三個不同零點,求c的取值范圍;
(3)求證:a2-3b>0是f(x)有三個不同零點的必要而不充分條件.
理科第2題若x,y滿足2x-y≤0,
x+y≤3,
x≥0,則2x+y的最大值為().
A.0B.3C.4D.5
理科第12題已知{an}為等差數(shù)列,Sn為其前n項和,若a1=6,a3+a5=0,則S6=.
理科第15題在△ABC中,a2+c2=b2+2ac.
(1)求∠B的大?。?/p>
(2)求2cosA+cosC的最大值.
理科第18題設(shè)函數(shù)f(x)=xea-x+bx,曲線y=f(x)在點2,f2處的切線方程為y=e-1x+4.
(1)求a,b的值;
(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間.
1.2填空題答案呈現(xiàn)
文科:9.π6.102.11.32.121,2.131.14.①16;②29.
理科:9.-1.1060.112.126.132.14.①2;②(-∞,-1).
1.3特色闡述
從以上列舉的試題來看,題目簡潔,不少選擇題、填空題都是句中沒有任何標點符號的一句話,比如文科第2,5,10題;不少解答題的設(shè)問也是句中沒有任何標點符號的一句話,比如文科第15(1),16(1),16(2)題,理科第15(1),15(2),18(2)題;不少解答題的設(shè)問都不超過10個字符,比如文科第15(1)題“求{an}的通項公式”,第16(1)題“求ω的值”,理科第15(1)題“求∠B的大小”,理科第18(1)題“求a,b的值”,理科第18(2)題“求f(x)的單調(diào)區(qū)間”.
在2016年高考數(shù)學(xué)北京卷中,文科第2,4~7,10,11,19,20題及理科第1~3,5,10,12~14,20題(題數(shù)占45%)只涉及到以下10個數(shù)據(jù):
-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,12
并且理科第4題(平面向量)及文科第18題(立體幾何)題中不涉及數(shù)字(且它們的解答均不涉及計算),理科第8題中只出現(xiàn)了文字數(shù)量“一半”“三個”“兩個”“一個”.
所有填空題的答案均很簡潔,并且有兩空填“1”、五空填“2”.
在題目及答案中的這些數(shù)據(jù)都是命題專家精心雕琢的結(jié)果,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的簡潔美!
高考數(shù)學(xué)北京卷注重基礎(chǔ)是不爭的事實,但考查基礎(chǔ)的同時又注重了對數(shù)學(xué)學(xué)科本質(zhì)的考查,比如文科第4題及理科第5題都是對基本初等函數(shù)單調(diào)性的考查、文科第6題是對古典概型求法的考查、文科第20題是對導(dǎo)數(shù)及其綜合應(yīng)用的考查、理科第2題是對線性規(guī)劃的考查(以前多考含參數(shù)的線性規(guī)劃問題,就不是考查本質(zhì))、理科第12題是對等差數(shù)列基本量的考查.
高考數(shù)學(xué)北京卷,貌似真水無香,但實質(zhì)上也是創(chuàng)新成分多,這不僅僅表現(xiàn)在選擇題、填空題和解答題的壓軸題上,有很多題都是背景新穎、內(nèi)涵豐富、解法靈活、平中見奇、思維深刻(詳見后文的論述).2部分試題的別解
文科第2題別解A.1+2i2-i=2i-i22-i=i(2-i)2-i=i.
注本題的常規(guī)解法是分子、分母同乘以分母的共軛復(fù)數(shù)進行分母實數(shù)化,而以上解法是逆用“i2=-1”通過約分進行分母實數(shù).前者是通性通法,但后者也是通性通法并非“雕蟲小技”,且“i2=-1”是復(fù)數(shù)運算的本質(zhì).這樣看來,前者的解法卻充滿“技巧”,后者只是使用第一個發(fā)現(xiàn)者的“專利”而已.
文科第7題別解C.本題的常規(guī)解法是“減元”(先得線段AB的方程是y=9-2x(2≤x≤4)),但也可用線性規(guī)劃知識求解.
文科第9題別解π6.如圖1所示,先在平面直角坐標系xOy中作出向量a=OA與b=OB,再作AC⊥x軸,BD⊥x軸,垂足分別為C,D.在Rt△AOC,Rt△BOD中可得∠AOC=π3,∠BOD=π6,所以a與b夾角的大小為∠AOB=∠AOC-∠BOD=π3-π6=π6.
注別解方法只用到向量夾角的概念,概念就是本質(zhì)!
文科第19題已知橢圓C:x2a2+y2b2=1過點A2,0,B0,1兩點.
(1)求橢圓C的方程及離心率;
(2)設(shè)P為第三象限內(nèi)一點且在橢圓C上,直線PA與y軸交于點M,直線PB與x軸交于點N,求證:四邊形ABNM的面積為定值.
別解先作出本題的圖形如圖2所示:
(1)橢圓C的方程是x24+y2=1,離心率是32.
(2)可設(shè)P(2cosθ,sinθ)π<θ<3π2,再求得M0,sinθ1-cosθ,N2cosθ1-sinθ,0.
再由凸四邊形ABNM的對角線互相垂直,可得
S四邊形ABNM=12AN·BM=122-2cosθ1-sinθ1-sinθ1-cosθ
=(sinθ+cosθ-1)2(1-sinθ)(1-cosθ)=2-2sinθ-2cosθ+2sinθcosθ1-sinθ-cosθ+sinθcosθ=2.
所以四邊形ABNM的面積為定值.
注同第(2)問的解法,還可證得以下結(jié)論:
若點P在橢圓C:x2a2+y2b2=1a>b>0上,橢圓C的右頂點、上頂點分別是A,B,直線PA與y軸交于點M,直線PB與x軸交于點N則AN·BM=2ab.
理科第19題與本題實質(zhì)相同,是一對姊妹題.
理科第2題別解C.因為2x+y=13(2x-y)+43(x+y)≤13·0+43·3=4,所以當且僅當2x-y=0,
x+y=3,即(x,y)=(1,2)(滿足x≥0)時,(2x+y)max=4.
理科第6題某三棱錐的三視圖如圖3所示,則該三棱錐的體積為().
A.16B.13C.12D.1
別解A.如圖4所示,題中的三棱錐即長、寬、高分別為2,1,1的長方體中的四面體ABCD,所以其體積為13S△BCD·1=1312·1·1·1=16.
注若考生不認真審題,會誤認為三棱錐的底面積就是俯視圖的面積12(1+1)·1=1,而錯選成B.
筆者在文獻[1]中詳述了以上解法:把幾何體放置在長方體中來求解三視圖問題是一種好方法.
理科第11題在極坐標系中,直線ρcosθ-3ρsinθ-1=0與圓ρ=2cosθ交于A,B兩點,則AB=.
本題的常規(guī)解法是:先把極坐標系中的方程化成平面直角坐標系中的方程,再通過解方程組求出交點A,B的坐標后用兩點的距離公式可求AB;或用垂徑定理和勾股定理求解.
別解2.在平面直角坐標系中,題中的直線與圓的方程分別是x-3y-1=0,x2+y2=2x.
因為圓x2+y2=2x即(x-1)2+y2=1的圓心1,0在直線x-3y-1=0上,所以AB為此圓的直徑,得AB=2.
理科第12題別解6.由a3+a5=0,可得a3+a5=a2+a6=a4+a4=0,a4=0,所以
S6=a1+(a2+a6)+a4+(a3+a5)=a1=6
注由理科11,12題,我們可以看出它們貌似真水無香,但實質(zhì)上也是創(chuàng)新成分多:解法靈活、平中見奇、思維深刻.3部分創(chuàng)新題的解法
文科第8題某學(xué)校運動會的立定跳遠和30秒跳繩兩個單項比賽分成預(yù)賽和決賽兩個階段.下表為10名學(xué)生的預(yù)賽成績,其中有三個數(shù)據(jù)模糊.
在這10名學(xué)生中,進入立定跳遠決賽的有8人,同時進入立定跳遠決賽和30秒跳繩決賽的有6人,則().
A.2號學(xué)生進入30秒跳繩決賽B.5號學(xué)生進入30秒跳繩決賽
C.8號學(xué)生進入30秒跳繩決賽D.9號學(xué)生進入30秒跳繩決賽
解B.由題意知,進入立定跳遠決賽的8人是1號到8號,又同時進入立定跳遠決賽
和30秒跳繩決賽的有6人,所以1號到8號中僅有2人30秒跳繩沒有進入決賽.
假設(shè)30秒跳繩63次沒有進入決賽,則必有1號、4號、5號這3人沒有進入決賽.
前后矛盾!所以30秒跳繩63次必進入決賽,選B.
理科第8題袋中裝有偶數(shù)個球,其中紅球、黑球各占一半.甲、乙、丙是三個空盒.每次從袋中任意取出兩個球,將其中一個球放入甲盒,如果這個球是紅球,就將另一個球放入乙盒,否則就放入丙盒.重復(fù)上述過程,直到袋中所有球都被放入盒中,則().
A.乙盒中黑球不多于丙盒中黑球B.乙盒中紅球與丙盒中黑球一樣多
C.乙盒中紅球不多于丙盒中紅球D.乙盒中黑球與丙盒中紅球一樣多
解法1B.設(shè)袋中的紅球、黑球各n(n∈N*)個,最后甲盒中的紅球、黑球個數(shù)分別是x1,y1;乙盒中的紅球、黑球個數(shù)分別是x2,y2;丙盒中的紅球、黑球個數(shù)分別是x3,y3.
因為“每次從袋中任意取出兩個球,將其中一個球放入甲盒”,所以
x1+y1=n,x2+y2+x3+y3=n
x2+y2=x1①
x3+y3=y1②
還可得三個盒子中紅球、黑球的總個數(shù)都是n,即
x1+x2+x3=n③
y1+y2+y3=n④
①-②+③-④,可得x2=y3,即乙盒中紅球與丙盒中黑球一樣多.
解法2B.從袋中取兩個球往盒子中放共有4種情形:
①取出的是兩個紅球,得乙盒中紅球數(shù)增加1個;
②取出的是兩個黑球,得丙盒中黑球數(shù)增加1個;
③取出的是一個紅球和一個黑球且紅球放入甲盒中,得乙盒中黑球數(shù)增加1個;
④取出的是一個紅球和一個黑球且黑球放入甲盒中,得丙盒中紅球數(shù)增加1個.
因為紅球和黑球個數(shù)一樣,所以①和②的情形一樣多,③和④的情形隨機出現(xiàn).
③和④對選項B中的乙盒中的紅球數(shù)與丙盒中的黑球數(shù)無影響.
①和②出現(xiàn)的次數(shù)是一樣的,所以對選項B中的乙盒中的紅球數(shù)與丙盒中的黑球數(shù)的影響次數(shù)一樣.
綜上所述可得,本題選B.
注文科、理科第8題(還包括文科第18題)對考生的閱讀能力考查較深,源于生活.復(fù)習(xí)備考時,若只埋頭于“題海戰(zhàn)術(shù)”而不注重于數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高,對于此類問題就毫無辦法.
文科第14題某網(wǎng)店統(tǒng)計了連續(xù)三天售出商品的種類情況:第一天售出19種商品,第二天售出13種商品,第三天售出18種商品;前兩天都售出的商品有3種,后兩天都售出的商品有4種,則該網(wǎng)店
①第一天售出但第二天未售出的商品有種;
②這三天售出的商品最少有種.
14.①16;②29.
解如圖5所示,區(qū)域Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ分別表示只在第一天、第二天、第三天售出的商品種類;區(qū)域Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ分別表示在第一天與第二天、第二天與第三天、第一天與第三天售出的商品種類;區(qū)域Ⅶ表示在三天都售出的商品種類.
第②問:可得這三天售出的商品種數(shù)為19+13+18-(3+4+x6+x7)+x7=43-x6,
由③⑤可得x3+x6=14≥x6,所以這三天售出的商品種數(shù)43-x6≥43-14=29.
進而還可得,當且僅當
(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7)=(2,6,0,3,4,14,0),(2,7,0,2,3,14,1),
(2,8,0,1,2,14,2),或(2,9,0,0,1,14,3)
時,這三天售出的商品總數(shù)取到最小值29.
注本題第②問的背景是容斥原理.
理科第14題設(shè)函數(shù)f(x)=x3-3x,x≤a,
-2x,x>a.
(1)若a=0,則f(x)的最大值為;
(2)若f(x)無最大值,則實數(shù)a的取值范圍是.
解(1)2;(2)(-∞,-1).
設(shè)函數(shù)y=x3-3x(x∈R),得y′=3(x+1)(x-1),所以函數(shù)y在(-∞,-1),(1,+∞)上均是增函數(shù),在(-1,1)上是減函數(shù),當且僅當x=-1時y極大值=2,當且僅當x=1時y極小值=-2.
從而可作出函數(shù)y=x3-3x(x∈R)及y=-2x(x∈R)的圖象如圖6所示:
由圖6可得兩問的答案:
(1)f(x)max=f-1=2.
(2)當a<-1時,函數(shù)y=-2x在x>a時無最大值,且-2a>(x3-3x)max,得此時f(x)無最大值.當-1≤a<2時,函數(shù)f(x)有最大值且最大值是f(-1)=2;當a≥2時,函數(shù)f(x)有最大值且最大值是f(a).綜上所述,可得所求實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-1).
注本題的解法就是數(shù)形結(jié)合與分類討論.
理科第16題A,B,C三個班共有100名學(xué)生,為調(diào)查他們的體育鍛煉情況,通過分層抽樣獲得了部分學(xué)生一周的鍛煉時間,數(shù)據(jù)如下表(單位:小時);
(1)(2)略.
(3)再從A,B,C三個班中各隨機抽取一名學(xué)生,他們在該周的鍛煉時間分別是7,9,8.25(單位:小時),這3個新數(shù)據(jù)與表格中的數(shù)據(jù)構(gòu)成的新樣本的平均數(shù)記μ1,表格中數(shù)據(jù)的平均數(shù)記為μ0,試判斷μ0和μ1的大小.(結(jié)論不要求證明)
解(3)μ0>μ1.因為在表中容易看出A班,B班,C班所給數(shù)據(jù)的平均數(shù)分別是7,9,8.25,所以表格中數(shù)據(jù)的平均數(shù)為μ0=5×7+7×9+8×8.255+7+8=16420=8.2.
而新加的三個數(shù)據(jù)7,9,8.25的平均數(shù)約為8.08,比μ0小,所以μ0>μ1.
注“(結(jié)論不要求證明)”一直是近幾年高考數(shù)學(xué)北京卷的又一特色,從表面上來看貌似減輕了考生的書寫負擔(dān)、對表達能力要求極低,而實際上對考生的判斷能力(包括合情推理、邏輯推理)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)要求卻很高,甚至高到?jīng)]有上限.4高考復(fù)習(xí)備考建議
關(guān)于高三復(fù)習(xí)備考,筆者在文獻[2—4]中已闡述了一些有益的建議;關(guān)于數(shù)學(xué)教學(xué),筆者在文獻[5—9]中也作了較為詳盡的論述.讀者研讀它們后,可能會有所裨益.下面再強調(diào)五點:
(1)第一輪復(fù)習(xí)要夯實基礎(chǔ).
當前高中教學(xué)的流行做法是,兩年結(jié)束新課,一年全面復(fù)習(xí).但在高一、高二學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)新課時,確實有因教學(xué)內(nèi)容多、進度快而使學(xué)生沒有掌握好基礎(chǔ)知識的可能不在少數(shù),所以在第一輪復(fù)習(xí)時要彌補這些不足,要注重基礎(chǔ),逐步提高學(xué)生的解題能力,開始的題目不能過難,要增強學(xué)生的自信心,不要出現(xiàn)從一開始班上就有幾個學(xué)生決定放棄學(xué)數(shù)學(xué)的情形,而應(yīng)出現(xiàn)從一開始班上就有不少學(xué)生因上新課時沒有學(xué)好而通過第一輪復(fù)習(xí)對數(shù)學(xué)越來越有信心了.也就是說,第一輪復(fù)習(xí)時,還是要注重培養(yǎng)學(xué)生的興趣和自信心.
給學(xué)生布置作業(yè)時,要注意習(xí)題的難易順序.一般來說,對于某一知識,簡單題沒做好,難題一定做不好;若難題已經(jīng)做好了,簡單題就不必再做了.所以應(yīng)當先做簡單題,再做難題,最后做綜合題.老師的教學(xué)(包括解題教學(xué)),不可“深一腳淺一腳”,這樣會導(dǎo)致“學(xué)生很怕數(shù)學(xué)”.
(2)要注重回歸課本,不要過多地依賴于教輔資料,更不能迷戀于題海戰(zhàn)術(shù).
高三師生不能只顧忙于做題:做、講(聽)完一本資料又一本資料,這樣才放心.實際上,這是最低效的高三復(fù)習(xí)備考,也會使高三老師變得越來越懶惰,越來越?jīng)]有創(chuàng)造力,越來越平庸!老師應(yīng)當根據(jù)復(fù)習(xí)內(nèi)容重新備知識點備學(xué)生、精心選題(高考題、模擬題也不一定適合當前的復(fù)習(xí),應(yīng)有一定數(shù)量的課本改編題和原創(chuàng)題,可鼓勵學(xué)生參與原創(chuàng)題的編擬),提高復(fù)習(xí)備考效率,不要做無用功甚至是反效的事.
另外,老師在選題講題時要注重通性通法和概念教學(xué),淡化特技.對于難題要多鉆研,盡量找到思路自然的解法,不要過多地依賴于參考答案,別讓參考答案禁錮了解題者的思維[10].
(3)復(fù)習(xí)備考要讓學(xué)生感到心里有底,這是高效復(fù)習(xí)和減輕學(xué)生學(xué)習(xí)負擔(dān)的重要途徑之一和必由之路.
怎樣的復(fù)習(xí)可以使學(xué)生感到心里有底呢?關(guān)鍵在老師,老師要能把解法、思想、技巧講清楚、說明白,決不可把參考答案照本宣科(老師做題不看答案是替學(xué)生著想的表現(xiàn),講解才可能自然),老師要多做研究,盡量使你的解法能適合一類題目,學(xué)生才可能感到心里有底.
比如,對于數(shù)列求和的錯位相減法,如何復(fù)習(xí),按照文獻[11]的復(fù)習(xí)就可使學(xué)生感到心里有底.
(4)注重主干知識、聚焦核心考點、重視高頻考點.
我們要清楚,在每份高考試卷中絕大部分題都很基礎(chǔ),所以在復(fù)習(xí)備考時要特別重視高頻考點,不要把高三復(fù)習(xí)備考變成了競賽輔導(dǎo).到了高三后期,老師不要對學(xué)生做過多的統(tǒng)一講解,應(yīng)以個別答疑、輔導(dǎo)為主.
(5)高中數(shù)學(xué)教學(xué)永遠要做好的四個關(guān)鍵詞:夯實基礎(chǔ)、激發(fā)興趣、著眼高考、適當提高.
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