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2008年高考数学解答题命题趋势预测

2008-06-02

中学数学杂志(高中版) 2008年3期
关键词:二面角导数向量

王 勇

近几年来,高考数学解答题一般为6个题,分别为三角题、概率题、导数题、立几题、解几题、压轴题(代数型或几何型),变一题把关为多题把关,前两题一般难度稍低,最后四个题分别考查不同的内容,入口宽,但设置层层关卡,多层次、多角度地对考生进行四种能力的考查,用以区分考生灵活地运用知识和方法去分析和解决问题的能力.解答题都具有一定的综合性,不是在某个单一知识点挖掘,而是注意多个知识点与方法的联系与有机结合,在知识、方法网络的交汇点处设计试题.下面分类预测六道解答题的命题趋势并斗胆示例(限于篇幅,仅给出答案,解答过程从略)予以押猜,供研读参考.

1 三角题——平平淡淡考功底

1.以“平面向量”进行包装,实考三角函数的图象和性质;

2.以“平面向量”进行包装,实考三角形中的三角函数问题.

点评 本题由一道常见的题目巧妙改编而成,考查平面向量与三角函数的交汇,其中正弦定理、余弦定理、均值不等式等的参与,给本题增色添彩,堪称一道优秀的创新题.

2 概率题——想说爱你不容易

1.理科题重点考查随机变量的分布列与期望,互斥事件有一个发生的概率,相互独立事件同时发生的概率,独立重复事件的概率等,穿插考查合情推理能力和有关优化决策能力;

2.文科题主要考查古典概率,互斥事件的概率,独立事件的概率,独立重复事件的概率等,考查应用意识和实践能力;

3.难度有所提升,考生应有心理准备.

示例3 (理)在一款网络游戏中,每个玩家被赋予了一种“攻击力”属性(记为AT).某玩家现在的AT值为100,他从该游戏官方网站的公告得知,在某处丛林里,有一群“外星怪兽”正在摧毁森林,他决定独自去找这些“怪兽”一一战斗.依游戏设定,以他目前的级别,在与这群“怪兽”的所有战斗中,他获胜的概率均为23,若不能获胜,他总有机会“逃跑”.如果不能连续获胜,则获胜一场战斗,他的AT值将加3;如果连续获胜n场战斗,则他在这n场战斗中增加的AT值分别为3,4…,n+2(n∈N*),如果“逃跑”,则他的AT值不变.已知在他的级别提升之前,他总共与7只这样的“怪兽”进行了战斗.

(1)求他在这7次战斗中获胜3场的概率;

(2)如果已知他在这7次战斗中获胜了3场,求他现在的AT值的期望.

答案 (1)2802187;(2)110.

点评 本题以学生喜爱的游戏为背景,重点考查了独立重复事件的概率、对立事件的概率、互斥事件的概率等,考查学生分析问题和解决问题的能力.还考查了随机变量的分布列和数学期望,极富思考性、趣味性和挑战性.

示例4 (文)现有分别写有数字1,2,3,4,5的5张白色卡片、5张黄色卡片、5张红色卡片.每次试验抽一张卡片,对i=1,2,3,4,5作如下约定:

若取到一张写有数字为i的白色卡片,则得i分,

若取到一张写有数字为i的黄色卡片,则得i+1分,

若取到一张写有数字为i的红色卡片,则得i+2分.

(1)求得分为3分的概率;

(2)求得分大于3分的概率.

答案 (1)15;(2)35.

点评 本题考查互斥事件的概率加法公式,其中第(2)问所用的思想方法“正难则反”值得充分借鉴和回味.读懂题目所给的约定是求解的关键.

3 导数题——代数推理好载体

1.将函数、方程、不等式与导数结合在一起,充分发挥导数的工具作用,应用导数研究函数的性质、方程根的分布、不等式的有关问题等,是新课程高考的重点和热点问题,不可等闲视之;

2.文科题给出的是高次函数(兼考查导数的几何意义),理科题给出的是对数函数、指数函数及复合函数.此类题型是考查考生代数推理能力的极好素材,倍受命题者的青睐!

示例5 (理)已知函数f(x)=ln(2-x)+ax在区间(0,1)上是增函数.

点评 本题将函数、数列、数学归纳法、不等式与导数结合在一起,充分发挥导数的工具作用.第(3)问通过举反例否定命题的方法应切实掌握.

点评 本题应用导数研究函数的性质、曲线的切线、不等式等问题,是新课程高考的重点和热点问题,敬请特别关注.

4 立几题——传统向量比法力

1.以柱体和锥体为载体全方位地考查立体几何中的重要内容,如线线、线面与面面的位置关系、二面角问题、距离问题等,既有计算又有证明,一题多问,阶梯排列;

2.此题一般既可用传统方法解答,又可用空间向量处理,有的题是两法兼用,可谓珠联璧合,相得益彰!究竟选用哪种方法,要由自己的长处和图形特征来确定;

3.“动态”探索性问题是近几年高考立体几何命题的新亮点,敬请特别关注.

图1示例7 如图1,已知四棱锥P-ABCD,PA⊥平面ABCD,底面ABCD为直角梯形,∠A=90°,AB∥CD且AB=12CD.

(1)在线段PC上求一点F,使BF∥平面PAD;

(2)若PA=AD,求二面角B-PC-D的大小;

(3)设PA=AD=2,CD=3,求A点到平面PBC的距离.

答案 (1)略;(2)90°;(3)33417.

点评 本题考查了直线与平面、平面与平面的位置关系,二面角的计算和点到平面距离的求法.基于题目中出现了三条互相垂直的线段,它是建立空间直角坐标系的“题眼”.本题第(1)问用几何法求解较好,而第(2)、(3)问用空间向量方法求解较为简捷,体现了两种方法的活用.注意抓住空间向量方法的代数化、程序化特征,能降低思维量.

示例8 如图2,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的各条棱长都为a,P为A1B上的点.

(1)试确定A1PPB的值,使得PC⊥AB;

(2)若A1PPB=23,求二面角P-AC-B的大小;

(3)在(2)的条件下,求C1到平面PAC的距离.

图2答案 (1)略;(2)60°;(3)12a.

点评 本题以正三棱柱为载体全方位地考查了立体几何中的重要内容,如线面与线线的位置关系、二面角问题、距离问题等.考查的知识点丰富,是一道优秀的创新型试题.建立空间直角坐标系利用空间向量求解的思路和方法应熟练掌握,这样可使思维程序化.

5 解几题——精打细算合情理

1.平面向量与平面解析几何都具有数与形结合的特征,在它们的知识点交汇处命题,正是高考命题的一大亮点;

2.考查直线与圆锥曲线的位置关系的问题是常考常新、经久不衰!解析几何题一般来说计算量较大且有一定的技巧性(要求品出“几何味”来),需要你“精打细算”是情理之中的事情.解析几何题对你的意志品质和数学机智都是一种考验和检测;

3.涉及圆锥曲线的参数的取值范围问题、最值问题、定值问题、对称问题等综合性问题是高考的常考题型.

示例9 定义离心率e=5-12的椭圆为“黄金椭圆”.已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一个焦点为F(c,0)(c>0),P为椭圆E上的任意一点.

(1)试证:若a,b,c不是等比数列,则椭圆E一定不是“黄金椭圆”;

(2)设E为“黄金椭圆”,问:是否存在过点F,P的直线l与y轴的交点R满足RP=-2PF?若存在,求直线l的斜率k;若不存在,请说明理由;

(3)已知椭圆E的短轴长是2,点S(0,2),求使SP2取最大值时点P的坐标.

答案 (1)略;(2)满足题意的直线不存在;

(3)点P的坐标为

点评 圆锥曲线在新课程高考中的要求不仅没有降低,反而由于它可以与平面向量综合在一起,还有所加强,因而常以把关题面孔出现.解答这类问题的关键是熟练掌握解析几何的思想方法.在解答这类有一定难度的解答题时,要有信心,不言放弃,因为高考评分是“踩点得分”,你依据条件能写多少,就尽量多写,踩上得分点便有分数,如本题第(1)问是“送分上门”,弃而不答,令人惋惜!

图4示例11 如图4,已知点H(-3,0),点P在y轴上,点Q在x轴的正半轴上,点M在直线PQ上,且满足HP·PM=0,PM=-32MQ.

(1)当点P在y轴上移动时,求点M的轨迹C;

(2)过定点D(m,0)(m>0)作直线l交轨迹C于A、B两点,E是D点关于坐标原点O的对称点,求证:∠AED=∠BED.

(3)在(2)中,是否存在垂直于x轴的直线l′被以AD为直径的圆截得的弦长恒为定值?若存在,求出直线的方程;若不存在,请说明理由.

答案 (1)动点M的轨迹C是以O(0,0)为顶点,以(1,0)为焦点的抛物线(除去顶点);(2)略;(3)当m>1时,满足条件的直线l′存在,其方程为x=m-1;当0

点评 本题考查解析几何中轨迹方程的求法、直线与圆锥曲线的位置关系等,其中第(3)问设计为一个探究性的问题,加大了题目难度,有较好的区分和选拔功能.

6 压轴题——分段得分巧智取

1.压轴题经常是将函数、数列、不等式、导数等有机地综合,或将解析几何和立体几何等巧妙地交汇,构成一道超大型综合题,体现了在“知识网络交汇点处设计试题”的高考命题指导思想.貌似“庞然大物”,令人望而生畏!对许多考生来讲是形同虚设,考试时经常是全题放弃,令人惋惜!要知道高考评分是“踩点得分”,要依据条件能写多少,就尽量多写,踩上得分点便有分数.正确的策略是“分段得分巧智取”!

答案 (1)单调递增区间为(-∞,0]和[2,+∞),单调递减区间为[0,1)和(1,2];(2)略;(3)略.

点评 本题以函数、数列为背景综合考查函数、方程、导数、函数构造、导数的应用、不等式的证明以及分析问题、解决问题的能力. f(x)解析式的获得是研究单调性的前提; 对于数列{a璶}通项公式的获得又是解决(2)的前提;(3)的解决又需要以(2)的结论作为基础.值得强调的是,(2)中的不等式为数列不等式,我们在处理时先是通过连续化,将其转化为函数不等式,而函数不等式又借助于构造新函数,运用求导研究单调性的方法予以解决.

示例13 (文)对于函数f(x),若存在x∈R,使f(x0)=x0成立,则称x0为f(x)的不动点,如果函数f(x)=x2+abx-c(b,c∈N*)有且只有两个不动点0、2,且f(-2)<-12.

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)已知各项不为零的数列{a璶}满足4S璶·f(1a璶)=1,求数列{a璶}的通项公式;

(3)如果数列{a璶}满足a1=4,a璶+1=f(a璶),求证:当n≥2时,恒有a璶<3成立.

答案 (1)f(x)=x22(x-1)(x≠1);

(2)a璶=-n;(3)略.

点评 本题以函数和数列为背景,综合考查了方程、函数、数列、不等式等知识,具有一定的综合性,在(3)中,我们用到了作差比较法,这实质上是证明不等式(或者比较大小)最基础、最重要而且最常考的方法,这点应该引起文科考生的足够重视.

图5示例14 如图5所示,A点是30°角的二面角α-l-β的半平面α内一定点,A到直线l的距离为3,过A作AB⊥l于B,O在BA的延长线上,且|AO|=1,平面α内有一点P到平面β的距离等于P到A点的距离. D点在直线AB上,AD=λAB(λ>0),在α内过点D作AB的垂线m.

(1)建立适当直角坐标系,求P点的轨迹方程;

(2)是否存在过A点的直线MN,使它交P点的轨迹于M、N两点,其中点S在直线m上的射影为R,且满足MR·NR=0?若存在,求出λ的取值范围;若不存在,则说明理由.

答案 (1)以O为原点,AB所在的直线为x轴建立直角坐标系,则P点的轨迹方程为x24+y23=1;(2)存在这样的直线MN,只需13<λ≤12即可.

点评 本题重点考查了圆锥曲线的定义、直线与圆锥曲线的位置关系及解析几何的基本思想方法.以二面角为背景设置问题,具有较强的新颖性和综合性,难度较大.解答这类综合性较强的解答题,首先不能有畏惧心理,事实上,越是综合性强的题目所涉及到各部分的知识越浅显,如本题所涉及到立体几何知识非常简单,只需利用二面角的知识得出P点到A点的距离等于P点到直线的距离的一半即可.一般地,在高考试题中,压轴题都有一定的难度,解答这类难度较大题的原则是“不求拿满分,力争多得分”.

根据以上分析并结合2008年新考纲的变化和作者本人多年的经验,预测2008年高考数学六道解答题的命题趋势如下:

以平面向量与三角的交汇题或三角函数与解三角形的融合题开场——稳定考生情绪;概率与统计应用题助兴——吊起考生胃口;立体几何题(传统方法与向量方法任选)平稳过渡——考生志在必得;导数与函数题率先发难——考生骑虎难下;解析几何题把关——考生面临考验;数列、不等式、函数等的大型综合题压轴——考生尽早了断(放弃、分段得分或强攻)!

作者简介 见本刊2008年第3期

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