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数学填空题中压轴题的特点及应对策略

2014-10-29周兴

中学课程资源 2014年7期
关键词:运算量合情压轴

周兴

填空题的压轴题是高考选拔顶级人才的重要平台,凝聚了命题人的智慧。它既能全面考查考生的运算、推理、估计等高层次的思维能力,也能考查考生在碰到困难时是否沉着冷静、是否自信、是否能控制自己情绪等非智力方面的能力,能全面反映考生的综合素养。那么填空压轴题的特点是什么?我们又应该采取怎样的应对策略呢?

一、多字母型

例1 (2012·江苏卷14)已知正数a,b,c满足条件:

5c-3a≤b≤4c-a,cln b≥a+cln c,则的取值范围是 .

解:因为a,b,c都是正数,不等式两边都除以c,

5-≤≤4-.

因为cln b≥a+cln c,可得ln≥.

令x=,y=,可得5-3x≤y≤4-x

y≥ex,作出可行域.

==,所以目标函数的几何意义:可行域中的点和原点连线的斜率.

A(,),B(1,e),且B点在可行域内,所以的取值范围是(e,7).

评析:这类问题是考试的热点,它作为压轴题能让考生感到字母多而无所适从,主要的应对策略是:利用转化、化归的思想,把已知不等式同除以c,再利用换元思想令x=,y=,把三个变量转化为两个变量,最后利用线性规划来解决问题。

二、大运算量型

例2 (2010·江苏卷14)将边长为1 m的正三角形薄铁皮沿一条平行于某边的直线剪成两块,其中一块是梯形,记s=,则s的最小值是 .

解:设梯形上底边为x,则梯形的两腰为(1-x),高为(1-x),0

s==- .

令u(x)=,0

u′(x)==.

所以,当0

所以,当x=时,u(x)最大,s最小,

smin=-×=.

评析:这类压轴题运算量非常大,学生遇到这类题目时常常感到题目会做,但又做不完、做不对,此时学生情绪上会很沮丧,这类题目对学生的杀伤力是最大的。应对策略:平时加强对学生运算能力的培养,对运算量大的题目要不急不躁,迎难而上,打下扎实的基本功。

三、合情推理型

例3 (2013·南通二模13)设实数x1,x2,x3,x4,x5均不小于1,且x1·x2·x3·x4·x5=729,则max{x1x2,x2x3,x3x4,x4x5}的最小值是 .

解:∵x1x2+x3x4≥2,即取定一个x5后,x1x2,x3x4不会都小于.

同样,x2x3+x4 x5≥2,+≥

2.

使三个不等式等号都成立,则x1x2=x3x4=,

x2x3+x4x5=,x1=x5,即x1=x3=x5,x2=x4,x1x2=x2x3=

x3x4=x4x5.

所以729=x13·x22=,(x1x2)3=729·x2,x2的最小值为1,所以x1x2的最小值为9,此时x1=x3=x5=9,x2=x4=1.

评析:这类压轴题未知量多而等量关系只有一个,用常规的演绎法很难解决此类问题,学生往往感到深不可测。应对策略:靠合情推理以及严密的逻辑思维能力推得未知量的值,此类问题作为压轴题的情况较多,要引起学生的高度重视。

四、大胆估计型

1.估计数值

例4 (2013·江苏卷14)在正项等比数列{an}中,a5=,

a6+a7=3,则满足a1+a2+…+an>a1a2…an的最大正整数n的值为 .

解:设等比数列的首项为a1,公比为q>0.

由a1·q4

=

a1·q5+a1·q6=3, 得a1=,q=2.

由a1+a2+…+an>a1a2…an得2n-1>2 ,

估计n=12时,212-1>211,n=13时,213-1<218.

所以满足条件的最大正整数n的值为12.

评析:此类压轴题在解到关键时刻时,就不能直接靠解不等式来求n的范围,只能观察式子,对n的值做有效估计,这样才能又快又准地解出答案。

2.估计图形

例5 (2014·苏州卷14)若<0(m≠0)对一切x≥4恒成立,则实数m的取值范围是 .

解:设函数f(x)=m2x-1,g(x)=mx+1.

因为两个函数的函数值的商对一切x≥4都小于0,

因为m2>0且f(x)过定点(0,-1),所以先作f(x)=m2x-1的图形如下:

f

可得f(x)与x轴的交点在(4,0)的左侧.

估计g(x)=mx+1的斜率小于0,与x轴的交点也在(4,0)的左侧.

列出不等式组f(4)>0

g(4)>0,解得m的范围是-∞,

-.

评析:此类压轴题首先要构造几个函数,然后分别研究这些函数的图象,并估计出这些图象在同一坐标轴中的位置,通过零点、特殊点的函数值列出不等式组或方程,解出范围或值。这要求学生对基本初等函数的图象要熟练掌握。

综上,作者只对常见的“多字母型”“大运算量性”“合情推理型”“大胆估计型”四类压轴题做了归类、评析和总结,并提出了应对策略,希冀对教师的教学实践能有一定的指导价值,给考生的复习和高考带来启发和帮助。

填空题的压轴题是高考选拔顶级人才的重要平台,凝聚了命题人的智慧。它既能全面考查考生的运算、推理、估计等高层次的思维能力,也能考查考生在碰到困难时是否沉着冷静、是否自信、是否能控制自己情绪等非智力方面的能力,能全面反映考生的综合素养。那么填空压轴题的特点是什么?我们又应该采取怎样的应对策略呢?

一、多字母型

例1 (2012·江苏卷14)已知正数a,b,c满足条件:

5c-3a≤b≤4c-a,cln b≥a+cln c,则的取值范围是 .

解:因为a,b,c都是正数,不等式两边都除以c,

5-≤≤4-.

因为cln b≥a+cln c,可得ln≥.

令x=,y=,可得5-3x≤y≤4-x

y≥ex,作出可行域.

==,所以目标函数的几何意义:可行域中的点和原点连线的斜率.

A(,),B(1,e),且B点在可行域内,所以的取值范围是(e,7).

评析:这类问题是考试的热点,它作为压轴题能让考生感到字母多而无所适从,主要的应对策略是:利用转化、化归的思想,把已知不等式同除以c,再利用换元思想令x=,y=,把三个变量转化为两个变量,最后利用线性规划来解决问题。

二、大运算量型

例2 (2010·江苏卷14)将边长为1 m的正三角形薄铁皮沿一条平行于某边的直线剪成两块,其中一块是梯形,记s=,则s的最小值是 .

解:设梯形上底边为x,则梯形的两腰为(1-x),高为(1-x),0

s==- .

令u(x)=,0

u′(x)==.

所以,当0

所以,当x=时,u(x)最大,s最小,

smin=-×=.

评析:这类压轴题运算量非常大,学生遇到这类题目时常常感到题目会做,但又做不完、做不对,此时学生情绪上会很沮丧,这类题目对学生的杀伤力是最大的。应对策略:平时加强对学生运算能力的培养,对运算量大的题目要不急不躁,迎难而上,打下扎实的基本功。

三、合情推理型

例3 (2013·南通二模13)设实数x1,x2,x3,x4,x5均不小于1,且x1·x2·x3·x4·x5=729,则max{x1x2,x2x3,x3x4,x4x5}的最小值是 .

解:∵x1x2+x3x4≥2,即取定一个x5后,x1x2,x3x4不会都小于.

同样,x2x3+x4 x5≥2,+≥

2.

使三个不等式等号都成立,则x1x2=x3x4=,

x2x3+x4x5=,x1=x5,即x1=x3=x5,x2=x4,x1x2=x2x3=

x3x4=x4x5.

所以729=x13·x22=,(x1x2)3=729·x2,x2的最小值为1,所以x1x2的最小值为9,此时x1=x3=x5=9,x2=x4=1.

评析:这类压轴题未知量多而等量关系只有一个,用常规的演绎法很难解决此类问题,学生往往感到深不可测。应对策略:靠合情推理以及严密的逻辑思维能力推得未知量的值,此类问题作为压轴题的情况较多,要引起学生的高度重视。

四、大胆估计型

1.估计数值

例4 (2013·江苏卷14)在正项等比数列{an}中,a5=,

a6+a7=3,则满足a1+a2+…+an>a1a2…an的最大正整数n的值为 .

解:设等比数列的首项为a1,公比为q>0.

由a1·q4

=

a1·q5+a1·q6=3, 得a1=,q=2.

由a1+a2+…+an>a1a2…an得2n-1>2 ,

估计n=12时,212-1>211,n=13时,213-1<218.

所以满足条件的最大正整数n的值为12.

评析:此类压轴题在解到关键时刻时,就不能直接靠解不等式来求n的范围,只能观察式子,对n的值做有效估计,这样才能又快又准地解出答案。

2.估计图形

例5 (2014·苏州卷14)若<0(m≠0)对一切x≥4恒成立,则实数m的取值范围是 .

解:设函数f(x)=m2x-1,g(x)=mx+1.

因为两个函数的函数值的商对一切x≥4都小于0,

因为m2>0且f(x)过定点(0,-1),所以先作f(x)=m2x-1的图形如下:

f

可得f(x)与x轴的交点在(4,0)的左侧.

估计g(x)=mx+1的斜率小于0,与x轴的交点也在(4,0)的左侧.

列出不等式组f(4)>0

g(4)>0,解得m的范围是-∞,

-.

评析:此类压轴题首先要构造几个函数,然后分别研究这些函数的图象,并估计出这些图象在同一坐标轴中的位置,通过零点、特殊点的函数值列出不等式组或方程,解出范围或值。这要求学生对基本初等函数的图象要熟练掌握。

综上,作者只对常见的“多字母型”“大运算量性”“合情推理型”“大胆估计型”四类压轴题做了归类、评析和总结,并提出了应对策略,希冀对教师的教学实践能有一定的指导价值,给考生的复习和高考带来启发和帮助。

填空题的压轴题是高考选拔顶级人才的重要平台,凝聚了命题人的智慧。它既能全面考查考生的运算、推理、估计等高层次的思维能力,也能考查考生在碰到困难时是否沉着冷静、是否自信、是否能控制自己情绪等非智力方面的能力,能全面反映考生的综合素养。那么填空压轴题的特点是什么?我们又应该采取怎样的应对策略呢?

一、多字母型

例1 (2012·江苏卷14)已知正数a,b,c满足条件:

5c-3a≤b≤4c-a,cln b≥a+cln c,则的取值范围是 .

解:因为a,b,c都是正数,不等式两边都除以c,

5-≤≤4-.

因为cln b≥a+cln c,可得ln≥.

令x=,y=,可得5-3x≤y≤4-x

y≥ex,作出可行域.

==,所以目标函数的几何意义:可行域中的点和原点连线的斜率.

A(,),B(1,e),且B点在可行域内,所以的取值范围是(e,7).

评析:这类问题是考试的热点,它作为压轴题能让考生感到字母多而无所适从,主要的应对策略是:利用转化、化归的思想,把已知不等式同除以c,再利用换元思想令x=,y=,把三个变量转化为两个变量,最后利用线性规划来解决问题。

二、大运算量型

例2 (2010·江苏卷14)将边长为1 m的正三角形薄铁皮沿一条平行于某边的直线剪成两块,其中一块是梯形,记s=,则s的最小值是 .

解:设梯形上底边为x,则梯形的两腰为(1-x),高为(1-x),0

s==- .

令u(x)=,0

u′(x)==.

所以,当0

所以,当x=时,u(x)最大,s最小,

smin=-×=.

评析:这类压轴题运算量非常大,学生遇到这类题目时常常感到题目会做,但又做不完、做不对,此时学生情绪上会很沮丧,这类题目对学生的杀伤力是最大的。应对策略:平时加强对学生运算能力的培养,对运算量大的题目要不急不躁,迎难而上,打下扎实的基本功。

三、合情推理型

例3 (2013·南通二模13)设实数x1,x2,x3,x4,x5均不小于1,且x1·x2·x3·x4·x5=729,则max{x1x2,x2x3,x3x4,x4x5}的最小值是 .

解:∵x1x2+x3x4≥2,即取定一个x5后,x1x2,x3x4不会都小于.

同样,x2x3+x4 x5≥2,+≥

2.

使三个不等式等号都成立,则x1x2=x3x4=,

x2x3+x4x5=,x1=x5,即x1=x3=x5,x2=x4,x1x2=x2x3=

x3x4=x4x5.

所以729=x13·x22=,(x1x2)3=729·x2,x2的最小值为1,所以x1x2的最小值为9,此时x1=x3=x5=9,x2=x4=1.

评析:这类压轴题未知量多而等量关系只有一个,用常规的演绎法很难解决此类问题,学生往往感到深不可测。应对策略:靠合情推理以及严密的逻辑思维能力推得未知量的值,此类问题作为压轴题的情况较多,要引起学生的高度重视。

四、大胆估计型

1.估计数值

例4 (2013·江苏卷14)在正项等比数列{an}中,a5=,

a6+a7=3,则满足a1+a2+…+an>a1a2…an的最大正整数n的值为 .

解:设等比数列的首项为a1,公比为q>0.

由a1·q4

=

a1·q5+a1·q6=3, 得a1=,q=2.

由a1+a2+…+an>a1a2…an得2n-1>2 ,

估计n=12时,212-1>211,n=13时,213-1<218.

所以满足条件的最大正整数n的值为12.

评析:此类压轴题在解到关键时刻时,就不能直接靠解不等式来求n的范围,只能观察式子,对n的值做有效估计,这样才能又快又准地解出答案。

2.估计图形

例5 (2014·苏州卷14)若<0(m≠0)对一切x≥4恒成立,则实数m的取值范围是 .

解:设函数f(x)=m2x-1,g(x)=mx+1.

因为两个函数的函数值的商对一切x≥4都小于0,

因为m2>0且f(x)过定点(0,-1),所以先作f(x)=m2x-1的图形如下:

f

可得f(x)与x轴的交点在(4,0)的左侧.

估计g(x)=mx+1的斜率小于0,与x轴的交点也在(4,0)的左侧.

列出不等式组f(4)>0

g(4)>0,解得m的范围是-∞,

-.

评析:此类压轴题首先要构造几个函数,然后分别研究这些函数的图象,并估计出这些图象在同一坐标轴中的位置,通过零点、特殊点的函数值列出不等式组或方程,解出范围或值。这要求学生对基本初等函数的图象要熟练掌握。

综上,作者只对常见的“多字母型”“大运算量性”“合情推理型”“大胆估计型”四类压轴题做了归类、评析和总结,并提出了应对策略,希冀对教师的教学实践能有一定的指导价值,给考生的复习和高考带来启发和帮助。

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