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三特点阐释近几年全国高考新课标1卷

2015-12-02蒋振滨

中学数学杂志(高中版) 2015年6期
关键词:零点个数试题

蒋振滨

2016年全国高考新课标1卷参考省份越来越多,作为一线教师,认真细致地研究新课标1卷是必做的功课,认真研读近5年试卷,从中我们可以感悟到新课标1卷的许多特点.

近几年来,全国新课标1卷理科试题难度较为稳定,题型稳中求变,没有难题和怪题,试题结构仍为12+4+5再加3选1,方法上灵活多变又不失本质.注重考查学生的五大能力、两个意识,即空间想象能力、抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力、数据处理能力、应用意识和创新意识;注重考查数学的基础知识、基本技能、基本思想方法,在试卷表述形式上力求简洁,方法考查上力求回归本质,在新增内容算法的考查上,把最基本的数据处理的统计知识作为考查对象,删减繁琐的计算,摒弃人为技巧化的难题,克服双基异化倾向,符合新课程标准的要求,本文就新课标卷的试题特点、思想方法、选拔功能做些探究.

1 试题结构的简洁美

简洁美体现在试题形式的一目了然,却又不失方法考查的深刻性,一道好题,不在试题本身的“山路十八弯”,应让学生一看便知,想去做、会去做,但要做对做全,却又不太容易,如2014年高考试题的第11题.题目:已知函数f(x)=ax3-3x2+1,若f(x)存在唯一的零点x0,且x0>0,则a的取值范围是( ).

A.(2,+∞) B.(1,+∞) C.(-∞,-2) D.(-∞,-1)

解 当a=0时,f(x)=-3x2+1=0,解得x=±3[]3[SX)],函数f(x)有两个零点,不符合题意,应舍去;

当a>0时,令f′(x)=3ax2-6x=3ax(x-2[]a[SX)])=0,解得x=0或x=2[]a[SX)]>0,列表如下:

f′(x)+0-0+

f(x)单调递增极大值单调递减极小值单调递增

因为x→+∞,f(x)→+∞,而f(0)=1>0,所以存在x<0,使得f(x)=0,不符合条件:f(x)存在唯一的零点x0,且x0>0,应舍去.

当a<0时,f′(x)=3ax2-6x=3ax(x-2[]a[SX)])=0,解得x=0或x=2[]a[SX)]<0,列表如下:

f′(x)-0+0-

f(x)单调递减极小值单调递增极大值单调递减

而f(0)=1>0,x→+∞时,f(x)→-∞,所以存在x0>0,使得f(x0)=0,

因为f(x)存在唯一的零点x0,且x0>0,所以极小值f(2[]a[SX)])=a(2[]a[SX)])3-3(2[]a[SX)])2+1>0,化为a2>4,因为a<0,所以a<-2.

综上可知:a的取值范围是(-∞,-2).

故选:C.

本题题干简洁,给出的函数是学生所熟知的三次函数,让学生有做好本道试题的心理准备,但要做好做对它,却有些难,因参数位置在立方项系数,需分类讨论方能品味其内涵,这样的试题能多方向、多角度的考查学生的各种思维品质,给出的函数让人欢喜让人忧,简洁而又不简单.

又如2014年的第12题:

如图1,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的各条棱中,最长的棱的长度为( ).

A.62[KF)] B.6 C.42[KF)] D.4图1 图2

解答 几何体的直观图,如图2,AB=4,BD=4,C到BD的中点的距离为4,所以BC=CD=22+42=25[KF)],AC=42+(25[KF)])2[KF)]=6,AD=42[KF)],显然AC最长.长为6.故选:B.

对于三视图的考查,全国1卷近几年都放在较后的位置,2012年第7题,2013年第8题,2014年第12题,2015年第11题,对空间想象能力的要求昭然若揭,2014年的这道题,直接给出网格边长为1,简洁至极,削去了许多标注,简化了许多描述,在学生眼中很是常规,但要还原为直观图却并非易事,可借助正方体,将三视图逐个嵌入还原,思维含量高,对空间想象能力要求高,试题简洁却又有一定的思维含量.

2 试题能力考查的深刻性

近几年全国新课标1卷强调以能力立意,考查能力就是以数学知识为载体,从问题入手,把握数学的整体意义,全国新课标1卷对各种能力考查应有尽有,其中数据处理能力的考查让笔者印象深刻,2010年考查列联表独立性检验,2012年考查利润分布列与数学期望,2014年考查频率分布直方图与正态分布,二项分布综合,2015年考查回归方程,试题年年都以新姿态呈现,一年一个新,传统式教学难以应对这些试题,新课标以思维能力为核心强调综合性、应用性的教学模式值得探究,现以2014年与2015年为例做些说明.

2014年试题:从某企业生产的某种产品中抽取500件,测量这些产品的一项质量指标值,由测量结果得如下频率分布直方图(图3):图3

(Ⅰ)求这500件产品质量指标值的样本平均数和样本方差s2(同一组中数据用该组区间的中点值作代表);

(Ⅱ)由直方图可以认为,这种产品的质量指标值Z服从正态分布N(μ,σ2),其中μ近似为样本平均数,σ2近似为样本方差s2.

(ⅰ)利用该正态分布,求P(187.8

(ⅱ)某用户从该企业购买了100件这种产品,记X表示这100件产品中质量指标值位于区间(187.8,212.2)的产品件数,利用(ⅰ)的结果,求EX.

附:150[KF)]≈12.2.

若Z~N(μ,σ2)则P(μ-σ

解答 (Ⅰ)抽取产品的质量指标值的样本平均数和样本方差s2分别为:

=170×0.02+180×0.09+190×0.22+200×0.33+210×0.24+220×0.08+230×0.02=200,

s2=(-30)2×0.02+(-20)2×0.09+(-10)2×0.22+0×0.33+102×0.24+202×0.08+302×0.02=150.

(Ⅱ)(ⅰ)由(Ⅰ)知Z~N(200,150),从而P(187.8

=0.6826;

(ⅱ)由(ⅰ)知一件产品的质量指标值位于区间(187.8,212.2)的概率为0.6826,

依题意知X~B(100,0.6826),所以EX=100×0.6826=68.26.

本题主要考查频率分布直方图的统计原理,离散型随机变量的期望和方差,以及正态分

布的特点及概率求解,考查运算求解能力,第1小题较为常规,考查样本平均数与样本方差

的基本统计知识,第2步让笔者眼前一亮,给出“3σ原则”数据,巧妙地考查了正态分布的μ

和σ,既减轻了学生背3σ原则的繁琐性,又考查了学生的数据处理能力,重视应用,避开

难题怪题,对学生能力的考查很是深刻,一味的背诵、大量的题海战术、传统的填鸭式教学已经跟不上高考改革.

2015年试题:某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费,需了解年宣传费x(单位:千元)对年销售量y(单位:t)和年利润z(单位:千元)的影响,对近8年的年宣传费xi和年销售量yi(i=1,2,…,8)数据作了初步处理,得到散点图(图4)及一些统计量的值.图4

∑8i=1(xi-)2∑8i=1(wi-)2∑8i=1(xi-)(yi-)∑8i=1(wi-)(yi-)

46.65636.8289.81.61469108.8

表中wi=xi,=18∑8i=1wi.

(1)根据散点图判断,y=a+bx与y=c+dx哪一个适宜作为年销售量y关于年宣传费x的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)

(Ⅱ)根据(Ⅰ)的判断结果及表中数据,建立y关于x的回归方程;

(Ⅲ)已知这种产品的年利润z与x、y的关系为z=0.2y-x.根据(Ⅱ)的结果回答下列问题:

(ⅰ)年宣传费x=49时,年销售量及年利润的预报值是多少?

(ⅱ)年宣传费x为何值时,年利润的预报值最大?

附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),…,(un,vn),其回归直线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为:[AKβ^]=∑ni=1(ui-)(vi-)∑ni=1(ui-)2,[AKα^]=[AKv-D]-[AKβ^][AKu-D].

解析 (1)y=c+dx适宜,由图像分析可知符合抛物线的方程.

(2)d=∑8i=1(wi-)(yi-)∑8i=1(wi-)2=108.81.6=68,

=-d=563-68×6.8=100.6,

所以y=68x+100.6.

(3)z=0.2y-x=13.6x+20.12-x=-x+13.6x+20.12,由x=49可得z=-49+13.6×7+20.12=66.32,z=-(x)2+13.6x+20.12,当x=6.8可得x=46.24时,年利润的预报值最大

本道题考查散点图,回归方程,试题新颖,不偏不怪,给出关键数据,需要学生能从大量数据中抽取对研究问题有用的信息,并作出判断,会整理分析并解决问题,对学生数据处理能力要求较高,有很好的考查功能.

3 试题选拔功能的加强

高考试题是为高等学校招生服务的,它的功能就是选拔,近几年的全国1卷的第21题均考查函数与导数,对学生的推理论证能力、运算求解能力要求很高,有很高的信度、效度和区分度,现以2015年全国1卷第21题为例作说明.

2015年试题:已知函数f(x)=x3+ax+14,g(x)=-lnx

(Ⅰ)当a为何值时,x轴为曲线y=f(x)的切线;

(Ⅱ)用min{m,n}表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min{f(x),g(x)}(x>0),讨论h(x)零点的个数

解析:

(Ⅰ)根据已知,f′(x)=3x2+a,若x轴为曲线的切线,设切点横坐标为t,则可得

f′(t)=0,

f(t)=0,即3t2+a=0,

t3+at+14=0,解得a=-34,

t=12.

所以当a=-34时,x轴为曲线y=f(x)的切线.

(Ⅱ)当a≥0时,f′(x)=3x2+a>0,于是f(x)单调递增,而f(0)=14,于是y=f(x)与y=g(x)

有唯一交点,且交点的横坐标P∈(0,1),此时函数h(x)的零点个数为1.

当-340,

此时y=f(x)与y=g(x)在(0,1)内有唯一交点,函数h(x)的零点个数为1.

当a=-34时,此时极小值为0,函数h(x)的零点个数为2;

当-54

当a=-54时,此时y=f(x)与y=g(x)相交于(1,0),函数h(x)的零点个数为2;

当a<-54时,此时y=f(x)与y=g(x)的交点的横坐标大于1,此时函数h(x)的零点个数为1.

综上可得,函数h(x)的零点个数为:

1,a<-54或a>-34,

2,a=-54或a=-34,

3,-54

本试题很朴素又很大气,学生很熟悉却又很难答满分,会做但不太容易做全对,试题考查的区分度跃然纸上,第一题较为简单,考查曲线与直线相切有关内容,第二步考查零点的个数,对学生数形结合思想,分类讨论思想,转化与化归思想要求较高,试题平淡无奇,却凸显能力,展示学生智慧,深层次考查学生综合解题能力,其高考选拔功能不言而喻.

紧扣课本,命制试题;少些华丽,多些本质;来点升华,体现选拔;我想这正是命制者的本意吧.

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