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[摘 要] 从试题的立意、背景、解法、错解、价值等方面,对2016年安徽省文科考生眼中的难题——全国Ⅰ卷文科第20题进行研究,为教与学导航.
[关键词] 文科;全国Ⅰ卷;第20题;立意;背景;解法;错解;价值
2016年高考全国Ⅰ卷文科数学第20题如下:
在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连结ON并延长交C于点H.
(1)求;
(2)除H以外,直线MH与C是否有其他公共点?说明理由.
此题是解答题的第4题,试卷的压轴题之一,满分12分. 高考是一场选拔性考试,命题者的意图就是想通过压轴题拉开考生的成绩,凸显试卷的区分度,方便划线录取. 所以在安徽省近16万名文科考生中,有98437人本题得0分,这其实是在意料之中的. 在预想之外的,一是该题平均分是1.26分,难度系数是0.105,都创安徽省文科解析几何主观题的最低;二是试题的设问形式与方式,与往年的高考题、复习中的模拟题对接不上. 往年的解析几何题第(1)问通常是求圆锥曲线的标准方程,第(2)问则是由直线与曲线的位置关系解决有关范围、最值、对称、存在性等问题. 问题情境的变化导致考生临场的心态波动,多数考生举手无措,这从笔者对近十所省、市示范高中文科考生的調查中得到证实. 因而,有必要对这道“意料之中,却又在预想之外”的高考题进行研究.
[?] 试题的立意研究
试题题型新颖,但方法仍是常规的!能真正考查学生的解析能力,考查解析几何的本质——用代数方法解决几何问题.考查的基础知识有:点的坐标、直线方程的求法、直线与曲线的位置关系等;考查的思想方法有:方程思想、转化与化归的方法;较强的计算变形能力是正确解题的关键.
试题特色鲜明,清新亮丽:①选材——主干知识,点、直线、抛物线交汇自然贴切;②表述——题目精干、清新,犹如“小桥流水”,语言亲切平和,简洁明了,没有一个字是多余的;③设问——分步设问,设问精炼,梯度分明.
第(1)问就打破“求圆锥曲线标准方程”的常规,不偏不怪,创新色彩浓厚,突出解析几何的研究对象是平面几何的本质特征;第(2)问实质上还是探究直线与抛物线的位置关系——是否相切,但设问的形式“妖艳”,意在考查学生“灵活转换”的能力. 试题稳中有变,变化中呈现创新.
[?] 试题的背景研究
高考题根植于课本,孕育于教材.“题在书外,根在书内”,课本是高考命题专家的最爱.链接教材:
1. 信息技术应用:用几何画板画图,如图1,点F是定点,l是不经过点F的定直线,H是l上任意一点,过点H作HM⊥l,线段FH的垂直平分线m交HM于点M. 拖动点H,观察点M的轨迹. 你能发现点M满足的几何条件吗?(人教A版数学选修1-1第56页).
2. 设抛物线的顶点为O,经过焦点垂直于轴的直线和抛物线交于两点B,C,经过抛物线上一点P垂直于轴的直线和轴交于点Q,求证:线段PQ是BC和OQ的比例中项. (人教A版数学选修1-1第68页复习参考题A组第6题).
3.已知抛物线C:x2=2py(p>0),其焦点到准线的距离为.
(1)试求抛物线C的方程;
(2)设抛物线C上一点P的横坐标为t(t>0),过P的直线交C于另一点Q,交x轴于点M,过点Q作PQ的垂线交C于另一点N,若MN是C的切线,求t的最小值. (安徽省教科院编,2016年安徽省数学学科调研性试题)
“稳定中力求创新”一直是高考全国卷的命题原则之一. 毋庸置疑,课本例题、习题是最强的稳定器;创新是指在历史继承下的良性发展,是继承中求变,在变化中出彩.因而,课本是研究高考的重要窗口.
[?] 试题的解法研究
解法一:对于第(1)问,求出点M,P的坐标,再由对称性得到点N的坐标,联立方程组,求出点H的坐标,即得;对于第(2)问,先求出直线MH的方程,再联立方程组,判断直线MH与抛物线C的位置关系.
(1)易知M(0,t),联立方程组y=t,
y2=2px,得P
,t
. 又P为MN的中点,由中点坐标公式得N
,t
,所以直线ON的方程为y=x. 与y2=2px联立,解得H
,2t
, 所以点N是线段OH的中点,故=2.
(2)由(1)求得直线MH的方程是y-t=x ,与y2=2px联立消去x,整理得y2-4ty 4t2=0. 因为Δ=(-4t)2-4×4t2=0,所以直线MH与抛物线C有唯一公共点,即除H以外,直线MH与C没有其他公共点.
点评:本解法充分体现了坐标法的思想,凸显解析几何的解析味道,是学生必须要掌握的基本方法.
解法二:(1)同解法一.
(2)如图2,作HH1垂直于准线x=-,垂足为H1,交y轴于点Q. 由(1)知△H1QM≌△FOM,所以∠H1MQ=∠FMO,F1,F,M三点共线. 由HF=HH1,FM=H1M,可得MH是线段H1F的垂直平分线.
设直线MH上除H以外与C还有一个公共点K,作准线的垂线KK1,垂足为K1,连接KH1,KF. 因为K是H1F垂直平分线上的点,所以KH1=KF,又K是抛物线y2=2px上的点,所以KK1=KF,因而KH1=KK1. 这与△KK1H1为直角三角形相矛盾,所以除H以外直线MH与抛物线C没有其他公共点,即直线MH为抛物线的切线.
点评:解法二紧扣抛物线的定义及平面几何的相关知识,回归解析几何的本质,凸显了解析几何的几何味道. 又提供了过抛物线外一点作其切线的尺规画图法. [?] 试题的错解剖析
从考后的调查和高考阅卷情况来看,考生不能入题或思维受阻半途而废的主要原因为:
(1)高考题与模拟题的模式对接不上,导致考生心理极度紧张,不能入题,被迫放弃得0分.
(2)计算(变形)能力不强,解方程组得出点的坐标是错误的. 由于参数t约不掉,不能出题,没有信心续做第(2)题,得第(1)题的步骤分.
(3)解出第(1)题,但面对“妖艳”的第(2)题,不会进行剖析与变通,只能拿到低分.
[?] 试题的价值研究
一道优美的数学高考题,不仅要展示数学本身的曼妙身姿,而且还要传达一种勇于探索、锲而不舍的数学精神,体现数学的核心思想方法.
(1)为数学的理性思维而教.教学的根本任务是教学生学习;复习的宗旨是巩固知识,强化思想方法,形成解决问题的技能或积累数学活动的经验.教学和复习不能只是“告知与示范”,也不能是“题型 技巧”的训练,模式化的教学会导致学生的思维僵化,解决问题的方法生硬,在面对不同模式问题或新问题时,不会变通、无从下手就成为必然.在教学过程中,培养学生的数学理性思维能力是核心. 教师的理念要新,视界要开阔,以传授知识方法为主线的同时,要渗透必要的数学理性,把学生的思维训练上升至理性精神层面,这对完善文科学生的综合素质有很大的帮助. 注重落实核心知识,体现研究思想方法,突出问题的本质探究,实现“数学育人”的价值——这应当是数学教育永恒的价值观追求.
(2)解析几何教学要抓住本质,回归本源.解析几何的本质是用代数方法研究几何问题,数形结合是其主要特征. 在灵活运用代数知识的同时,充分抓住问题的“几何本质”往往是解决问题的关键.长期以来,解析几何教学重模式化的代数运算,而忽视了隐藏于问题中的几何背景,使解题陷入“过程冗长,运算烦琐”的境地,导致学生“望而生畏,不战而退”.基于此,解析几何题的命制就要转变教学中重代数运算、轻几何本质的现象,通过紧扣定义、揭示问题的几何本质来优化运算,回归解析几何的本源——“解析”只是方法,“几何”才是本质.
(3)准确认识高考试题的导向作用.高考全国卷突出逻辑思维能力的考查,加强创新与应用意识的考查成为近年试题的特色.研究高考陈题,也是研究高考的一个窗口,但是我们不能迷信高考陈题,研究的目的是登高望远,把握命题的态势,结合教学对象的实际科学规划复习工作. 不仅要训练常规题型,而且还要设计新题型,让学生在不同的情境中掌握研究问题的一般方法:仔细审题,认真作图,在图形的形成过程中注意图形语言与代数形式的切换,恰当的地方用代数方法解析. 因此,对高考题要研究,但是又不能盲目跟风,更不能迷信. 研究高考题,应当抓住其中的主干知识與核心素养、不变的思想与方法、深邃的睿智与精神,以不变应万变.
(4)抛物线切线的尺规作图.由于H是直线MH与抛物线C的唯一公共点,因而直线MH是抛物线C的切线. 考题指出了切点H的画法,提供了过抛物线外一点作其切线的尺规画图法.
让我们为2016年高考全国Ⅰ卷文科第20题点赞!
[关键词] 文科;全国Ⅰ卷;第20题;立意;背景;解法;错解;价值
2016年高考全国Ⅰ卷文科数学第20题如下:
在直角坐标系xOy中,直线l:y=t(t≠0)交y轴于点M,交抛物线C:y2=2px(p>0)于点P,M关于点P的对称点为N,连结ON并延长交C于点H.
(1)求;
(2)除H以外,直线MH与C是否有其他公共点?说明理由.
此题是解答题的第4题,试卷的压轴题之一,满分12分. 高考是一场选拔性考试,命题者的意图就是想通过压轴题拉开考生的成绩,凸显试卷的区分度,方便划线录取. 所以在安徽省近16万名文科考生中,有98437人本题得0分,这其实是在意料之中的. 在预想之外的,一是该题平均分是1.26分,难度系数是0.105,都创安徽省文科解析几何主观题的最低;二是试题的设问形式与方式,与往年的高考题、复习中的模拟题对接不上. 往年的解析几何题第(1)问通常是求圆锥曲线的标准方程,第(2)问则是由直线与曲线的位置关系解决有关范围、最值、对称、存在性等问题. 问题情境的变化导致考生临场的心态波动,多数考生举手无措,这从笔者对近十所省、市示范高中文科考生的調查中得到证实. 因而,有必要对这道“意料之中,却又在预想之外”的高考题进行研究.
[?] 试题的立意研究
试题题型新颖,但方法仍是常规的!能真正考查学生的解析能力,考查解析几何的本质——用代数方法解决几何问题.考查的基础知识有:点的坐标、直线方程的求法、直线与曲线的位置关系等;考查的思想方法有:方程思想、转化与化归的方法;较强的计算变形能力是正确解题的关键.
试题特色鲜明,清新亮丽:①选材——主干知识,点、直线、抛物线交汇自然贴切;②表述——题目精干、清新,犹如“小桥流水”,语言亲切平和,简洁明了,没有一个字是多余的;③设问——分步设问,设问精炼,梯度分明.
第(1)问就打破“求圆锥曲线标准方程”的常规,不偏不怪,创新色彩浓厚,突出解析几何的研究对象是平面几何的本质特征;第(2)问实质上还是探究直线与抛物线的位置关系——是否相切,但设问的形式“妖艳”,意在考查学生“灵活转换”的能力. 试题稳中有变,变化中呈现创新.
[?] 试题的背景研究
高考题根植于课本,孕育于教材.“题在书外,根在书内”,课本是高考命题专家的最爱.链接教材:
1. 信息技术应用:用几何画板画图,如图1,点F是定点,l是不经过点F的定直线,H是l上任意一点,过点H作HM⊥l,线段FH的垂直平分线m交HM于点M. 拖动点H,观察点M的轨迹. 你能发现点M满足的几何条件吗?(人教A版数学选修1-1第56页).
2. 设抛物线的顶点为O,经过焦点垂直于轴的直线和抛物线交于两点B,C,经过抛物线上一点P垂直于轴的直线和轴交于点Q,求证:线段PQ是BC和OQ的比例中项. (人教A版数学选修1-1第68页复习参考题A组第6题).
3.已知抛物线C:x2=2py(p>0),其焦点到准线的距离为.
(1)试求抛物线C的方程;
(2)设抛物线C上一点P的横坐标为t(t>0),过P的直线交C于另一点Q,交x轴于点M,过点Q作PQ的垂线交C于另一点N,若MN是C的切线,求t的最小值. (安徽省教科院编,2016年安徽省数学学科调研性试题)
“稳定中力求创新”一直是高考全国卷的命题原则之一. 毋庸置疑,课本例题、习题是最强的稳定器;创新是指在历史继承下的良性发展,是继承中求变,在变化中出彩.因而,课本是研究高考的重要窗口.
[?] 试题的解法研究
解法一:对于第(1)问,求出点M,P的坐标,再由对称性得到点N的坐标,联立方程组,求出点H的坐标,即得;对于第(2)问,先求出直线MH的方程,再联立方程组,判断直线MH与抛物线C的位置关系.
(1)易知M(0,t),联立方程组y=t,
y2=2px,得P
,t
. 又P为MN的中点,由中点坐标公式得N
,t
,所以直线ON的方程为y=x. 与y2=2px联立,解得H
,2t
, 所以点N是线段OH的中点,故=2.
(2)由(1)求得直线MH的方程是y-t=x ,与y2=2px联立消去x,整理得y2-4ty 4t2=0. 因为Δ=(-4t)2-4×4t2=0,所以直线MH与抛物线C有唯一公共点,即除H以外,直线MH与C没有其他公共点.
点评:本解法充分体现了坐标法的思想,凸显解析几何的解析味道,是学生必须要掌握的基本方法.
解法二:(1)同解法一.
(2)如图2,作HH1垂直于准线x=-,垂足为H1,交y轴于点Q. 由(1)知△H1QM≌△FOM,所以∠H1MQ=∠FMO,F1,F,M三点共线. 由HF=HH1,FM=H1M,可得MH是线段H1F的垂直平分线.
设直线MH上除H以外与C还有一个公共点K,作准线的垂线KK1,垂足为K1,连接KH1,KF. 因为K是H1F垂直平分线上的点,所以KH1=KF,又K是抛物线y2=2px上的点,所以KK1=KF,因而KH1=KK1. 这与△KK1H1为直角三角形相矛盾,所以除H以外直线MH与抛物线C没有其他公共点,即直线MH为抛物线的切线.
点评:解法二紧扣抛物线的定义及平面几何的相关知识,回归解析几何的本质,凸显了解析几何的几何味道. 又提供了过抛物线外一点作其切线的尺规画图法. [?] 试题的错解剖析
从考后的调查和高考阅卷情况来看,考生不能入题或思维受阻半途而废的主要原因为:
(1)高考题与模拟题的模式对接不上,导致考生心理极度紧张,不能入题,被迫放弃得0分.
(2)计算(变形)能力不强,解方程组得出点的坐标是错误的. 由于参数t约不掉,不能出题,没有信心续做第(2)题,得第(1)题的步骤分.
(3)解出第(1)题,但面对“妖艳”的第(2)题,不会进行剖析与变通,只能拿到低分.
[?] 试题的价值研究
一道优美的数学高考题,不仅要展示数学本身的曼妙身姿,而且还要传达一种勇于探索、锲而不舍的数学精神,体现数学的核心思想方法.
(1)为数学的理性思维而教.教学的根本任务是教学生学习;复习的宗旨是巩固知识,强化思想方法,形成解决问题的技能或积累数学活动的经验.教学和复习不能只是“告知与示范”,也不能是“题型 技巧”的训练,模式化的教学会导致学生的思维僵化,解决问题的方法生硬,在面对不同模式问题或新问题时,不会变通、无从下手就成为必然.在教学过程中,培养学生的数学理性思维能力是核心. 教师的理念要新,视界要开阔,以传授知识方法为主线的同时,要渗透必要的数学理性,把学生的思维训练上升至理性精神层面,这对完善文科学生的综合素质有很大的帮助. 注重落实核心知识,体现研究思想方法,突出问题的本质探究,实现“数学育人”的价值——这应当是数学教育永恒的价值观追求.
(2)解析几何教学要抓住本质,回归本源.解析几何的本质是用代数方法研究几何问题,数形结合是其主要特征. 在灵活运用代数知识的同时,充分抓住问题的“几何本质”往往是解决问题的关键.长期以来,解析几何教学重模式化的代数运算,而忽视了隐藏于问题中的几何背景,使解题陷入“过程冗长,运算烦琐”的境地,导致学生“望而生畏,不战而退”.基于此,解析几何题的命制就要转变教学中重代数运算、轻几何本质的现象,通过紧扣定义、揭示问题的几何本质来优化运算,回归解析几何的本源——“解析”只是方法,“几何”才是本质.
(3)准确认识高考试题的导向作用.高考全国卷突出逻辑思维能力的考查,加强创新与应用意识的考查成为近年试题的特色.研究高考陈题,也是研究高考的一个窗口,但是我们不能迷信高考陈题,研究的目的是登高望远,把握命题的态势,结合教学对象的实际科学规划复习工作. 不仅要训练常规题型,而且还要设计新题型,让学生在不同的情境中掌握研究问题的一般方法:仔细审题,认真作图,在图形的形成过程中注意图形语言与代数形式的切换,恰当的地方用代数方法解析. 因此,对高考题要研究,但是又不能盲目跟风,更不能迷信. 研究高考题,应当抓住其中的主干知识與核心素养、不变的思想与方法、深邃的睿智与精神,以不变应万变.
(4)抛物线切线的尺规作图.由于H是直线MH与抛物线C的唯一公共点,因而直线MH是抛物线C的切线. 考题指出了切点H的画法,提供了过抛物线外一点作其切线的尺规画图法.
让我们为2016年高考全国Ⅰ卷文科第20题点赞!