王 勇
近幾年來,高考數學解答題一般為6個題,分別為三角題、概率題、導數題、立幾題、解幾題、壓軸題(代數型或幾何型),變一題把關為多題把關,前兩題一般難度稍低,最后四個題分別考查不同的內容,入口寬,但設置層層關卡,多層次、多角度地對考生進行四種能力的考查,用以區分考生靈活地運用知識和方法去分析和解決問題的能力.解答題都具有一定的綜合性,不是在某個單一知識點挖掘,而是注意多個知識點與方法的聯系與有機結合,在知識、方法網絡的交匯點處設計試題.下面分類預測六道解答題的命題趨勢并斗膽示例(限于篇幅,僅給出答案,解答過程從略)予以押猜,供研讀參考.
1 三角題——平平淡淡考功底
1.以“平面向量”進行包裝,實考三角函數的圖象和性質;
2.以“平面向量”進行包裝,實考三角形中的三角函數問題.
點評 本題由一道常見的題目巧妙改編而成,考查平面向量與三角函數的交匯,其中正弦定理、余弦定理、均值不等式等的參與,給本題增色添彩,堪稱一道優秀的創新題.
2 概率題——想說愛你不容易
1.理科題重點考查隨機變量的分布列與期望,互斥事件有一個發生的概率,相互獨立事件同時發生的概率,獨立重復事件的概率等,穿插考查合情推理能力和有關優化決策能力;
2.文科題主要考查古典概率,互斥事件的概率,獨立事件的概率,獨立重復事件的概率等,考查應用意識和實踐能力;
3.難度有所提升,考生應有心理準備.
示例3 (理)在一款網絡游戲中,每個玩家被賦予了一種“攻擊力”屬性(記為AT).某玩家現在的AT值為100,他從該游戲官方網站的公告得知,在某處叢林里,有一群“外星怪獸”正在摧毀森林,他決定獨自去找這些“怪獸”一一戰斗.依游戲設定,以他目前的級別,在與這群“怪獸”的所有戰斗中,他獲勝的概率均為23,若不能獲勝,他總有機會“逃跑”.如果不能連續獲勝,則獲勝一場戰斗,他的AT值將加3;如果連續獲勝n場戰斗,則他在這n場戰斗中增加的AT值分別為3,4…,n+2(n∈N*),如果“逃跑”,則他的AT值不變.已知在他的級別提升之前,他總共與7只這樣的“怪獸”進行了戰斗.
(1)求他在這7次戰斗中獲勝3場的概率;
(2)如果已知他在這7次戰斗中獲勝了3場,求他現在的AT值的期望.
答案 (1)2802187;(2)110.
點評 本題以學生喜愛的游戲為背景,重點考查了獨立重復事件的概率、對立事件的概率、互斥事件的概率等,考查學生分析問題和解決問題的能力.還考查了隨機變量的分布列和數學期望,極富思考性、趣味性和挑戰性.
示例4 (文)現有分別寫有數字1,2,3,4,5的5張白色卡片、5張黃色卡片、5張紅色卡片.每次試驗抽一張卡片,對i=1,2,3,4,5作如下約定:
若取到一張寫有數字為i的白色卡片,則得i分,
若取到一張寫有數字為i的黃色卡片,則得i+1分,
若取到一張寫有數字為i的紅色卡片,則得i+2分.
(1)求得分為3分的概率;
(2)求得分大于3分的概率.
答案 (1)15;(2)35.
點評 本題考查互斥事件的概率加法公式,其中第(2)問所用的思想方法“正難則反”值得充分借鑒和回味.讀懂題目所給的約定是求解的關鍵.
3 導數題——代數推理好載體
1.將函數、方程、不等式與導數結合在一起,充分發揮導數的工具作用,應用導數研究函數的性質、方程根的分布、不等式的有關問題等,是新課程高考的重點和熱點問題,不可等閑視之;
2.文科題給出的是高次函數(兼考查導數的幾何意義),理科題給出的是對數函數、指數函數及復合函數.此類題型是考查考生代數推理能力的極好素材,倍受命題者的青睞!
示例5 (理)已知函數f(x)=ln(2-x)+ax在區間(0,1)上是增函數.
點評 本題將函數、數列、數學歸納法、不等式與導數結合在一起,充分發揮導數的工具作用.第(3)問通過舉反例否定命題的方法應切實掌握.
點評 本題應用導數研究函數的性質、曲線的切線、不等式等問題,是新課程高考的重點和熱點問題,敬請特別關注.
4 立幾題——傳統向量比法力
1.以柱體和錐體為載體全方位地考查立體幾何中的重要內容,如線線、線面與面面的位置關系、二面角問題、距離問題等,既有計算又有證明,一題多問,階梯排列;
2.此題一般既可用傳統方法解答,又可用空間向量處理,有的題是兩法兼用,可謂珠聯璧合,相得益彰!究竟選用哪種方法,要由自己的長處和圖形特征來確定;
3.“動態”探索性問題是近幾年高考立體幾何命題的新亮點,敬請特別關注.
圖1示例7 如圖1,已知四棱錐P-ABCD,PA⊥平面ABCD,底面ABCD為直角梯形,∠A=90°,AB∥CD且AB=12CD.
(1)在線段PC上求一點F,使BF∥平面PAD;
(2)若PA=AD,求二面角B-PC-D的大小;
(3)設PA=AD=2,CD=3,求A點到平面PBC的距離.
答案 (1)略;(2)90°;(3)33417.
點評 本題考查了直線與平面、平面與平面的位置關系,二面角的計算和點到平面距離的求法.基于題目中出現了三條互相垂直的線段,它是建立空間直角坐標系的“題眼”.本題第(1)問用幾何法求解較好,而第(2)、(3)問用空間向量方法求解較為簡捷,體現了兩種方法的活用.注意抓住空間向量方法的代數化、程序化特征,能降低思維量.
示例8 如圖2,已知正三棱柱ABC-A1B1C1的各條棱長都為a,P為A1B上的點.
(1)試確定A1PPB的值,使得PC⊥AB;
(2)若A1PPB=23,求二面角P-AC-B的大小;
(3)在(2)的條件下,求C1到平面PAC的距離.
圖2答案 (1)略;(2)60°;(3)12a.
點評 本題以正三棱柱為載體全方位地考查了立體幾何中的重要內容,如線面與線線的位置關系、二面角問題、距離問題等.考查的知識點豐富,是一道優秀的創新型試題.建立空間直角坐標系利用空間向量求解的思路和方法應熟練掌握,這樣可使思維程序化.
5 解幾題——精打細算合情理
1.平面向量與平面解析幾何都具有數與形結合的特征,在它們的知識點交匯處命題,正是高考命題的一大亮點;
2.考查直線與圓錐曲線的位置關系的問題是常考常新、經久不衰!解析幾何題一般來說計算量較大且有一定的技巧性(要求品出“幾何味”來),需要你“精打細算”是情理之中的事情.解析幾何題對你的意志品質和數學機智都是一種考驗和檢測;
3.涉及圓錐曲線的參數的取值范圍問題、最值問題、定值問題、對稱問題等綜合性問題是高考的常考題型.
示例9 定義離心率e=5-12的橢圓為“黃金橢圓”.已知橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的一個焦點為F(c,0)(c>0),P為橢圓E上的任意一點.
(1)試證:若a,b,c不是等比數列,則橢圓E一定不是“黃金橢圓”;
(2)設E為“黃金橢圓”,問:是否存在過點F,P的直線l與y軸的交點R滿足RP=-2PF?若存在,求直線l的斜率k;若不存在,請說明理由;
(3)已知橢圓E的短軸長是2,點S(0,2),求使SP2取最大值時點P的坐標.
答案 (1)略;(2)滿足題意的直線不存在;
(3)點P的坐標為
點評 圓錐曲線在新課程高考中的要求不僅沒有降低,反而由于它可以與平面向量綜合在一起,還有所加強,因而常以把關題面孔出現.解答這類問題的關鍵是熟練掌握解析幾何的思想方法.在解答這類有一定難度的解答題時,要有信心,不言放棄,因為高考評分是“踩點得分”,你依據條件能寫多少,就盡量多寫,踩上得分點便有分數,如本題第(1)問是“送分上門”,棄而不答,令人惋惜!
圖4示例11 如圖4,已知點H(-3,0),點P在y軸上,點Q在x軸的正半軸上,點M在直線PQ上,且滿足HP·PM=0,PM=-32MQ.
(1)當點P在y軸上移動時,求點M的軌跡C;
(2)過定點D(m,0)(m>0)作直線l交軌跡C于A、B兩點,E是D點關于坐標原點O的對稱點,求證:∠AED=∠BED.
(3)在(2)中,是否存在垂直于x軸的直線l′被以AD為直徑的圓截得的弦長恒為定值?若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.
答案 (1)動點M的軌跡C是以O(0,0)為頂點,以(1,0)為焦點的拋物線(除去頂點);(2)略;(3)當m>1時,滿足條件的直線l′存在,其方程為x=m-1;當0 點評 本題考查解析幾何中軌跡方程的求法、直線與圓錐曲線的位置關系等,其中第(3)問設計為一個探究性的問題,加大了題目難度,有較好的區分和選拔功能. 6 壓軸題——分段得分巧智取 1.壓軸題經常是將函數、數列、不等式、導數等有機地綜合,或將解析幾何和立體幾何等巧妙地交匯,構成一道超大型綜合題,體現了在“知識網絡交匯點處設計試題”的高考命題指導思想.貌似“龐然大物”,令人望而生畏!對許多考生來講是形同虛設,考試時經常是全題放棄,令人惋惜!要知道高考評分是“踩點得分”,要依據條件能寫多少,就盡量多寫,踩上得分點便有分數.正確的策略是“分段得分巧智取”! 答案 (1)單調遞增區間為(-∞,0]和[2,+∞),單調遞減區間為[0,1)和(1,2];(2)略;(3)略. 點評 本題以函數、數列為背景綜合考查函數、方程、導數、函數構造、導數的應用、不等式的證明以及分析問題、解決問題的能力. f(x)解析式的獲得是研究單調性的前提; 對于數列{a璶}通項公式的獲得又是解決(2)的前提;(3)的解決又需要以(2)的結論作為基礎.值得強調的是,(2)中的不等式為數列不等式,我們在處理時先是通過連續化,將其轉化為函數不等式,而函數不等式又借助于構造新函數,運用求導研究單調性的方法予以解決. 示例13 (文)對于函數f(x),若存在x∈R,使f(x0)=x0成立,則稱x0為f(x)的不動點,如果函數f(x)=x2+abx-c(b,c∈N*)有且只有兩個不動點0、2,且f(-2)<-12. (1)求函數f(x)的解析式; (2)已知各項不為零的數列{a璶}滿足4S璶·f(1a璶)=1,求數列{a璶}的通項公式; (3)如果數列{a璶}滿足a1=4,a璶+1=f(a璶),求證:當n≥2時,恒有a璶<3成立. 答案 (1)f(x)=x22(x-1)(x≠1); (2)a璶=-n;(3)略. 點評 本題以函數和數列為背景,綜合考查了方程、函數、數列、不等式等知識,具有一定的綜合性,在(3)中,我們用到了作差比較法,這實質上是證明不等式(或者比較大小)最基礎、最重要而且最常考的方法,這點應該引起文科考生的足夠重視. 圖5示例14 如圖5所示,A點是30°角的二面角α-l-β的半平面α內一定點,A到直線l的距離為3,過A作AB⊥l于B,O在BA的延長線上,且|AO|=1,平面α內有一點P到平面β的距離等于P到A點的距離. D點在直線AB上,AD=λAB(λ>0),在α內過點D作AB的垂線m. (1)建立適當直角坐標系,求P點的軌跡方程; (2)是否存在過A點的直線MN,使它交P點的軌跡于M、N兩點,其中點S在直線m上的射影為R,且滿足MR·NR=0?若存在,求出λ的取值范圍;若不存在,則說明理由. 答案 (1)以O為原點,AB所在的直線為x軸建立直角坐標系,則P點的軌跡方程為x24+y23=1;(2)存在這樣的直線MN,只需13<λ≤12即可. 點評 本題重點考查了圓錐曲線的定義、直線與圓錐曲線的位置關系及解析幾何的基本思想方法.以二面角為背景設置問題,具有較強的新穎性和綜合性,難度較大.解答這類綜合性較強的解答題,首先不能有畏懼心理,事實上,越是綜合性強的題目所涉及到各部分的知識越淺顯,如本題所涉及到立體幾何知識非常簡單,只需利用二面角的知識得出P點到A點的距離等于P點到直線的距離的一半即可.一般地,在高考試題中,壓軸題都有一定的難度,解答這類難度較大題的原則是“不求拿滿分,力爭多得分”. 根據以上分析并結合2008年新考綱的變化和作者本人多年的經驗,預測2008年高考數學六道解答題的命題趨勢如下: 以平面向量與三角的交匯題或三角函數與解三角形的融合題開場——穩定考生情緒;概率與統計應用題助興——吊起考生胃口;立體幾何題(傳統方法與向量方法任選)平穩過渡——考生志在必得;導數與函數題率先發難——考生騎虎難下;解析幾何題把關——考生面臨考驗;數列、不等式、函數等的大型綜合題壓軸——考生盡早了斷(放棄、分段得分或強攻)! 作者簡介 見本刊2008年第3期 “本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”