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【摘要】作为一道高中数学联赛(一试)原创模拟题,试题除了“科学性、能力性”之外,还要做到“新颖性”、“界定性”、“选拔性”。立意新颖,不为题海战术开方便之门。界定明确,对一线教练员的教学有导向功能。有效区分,让不同层次水平的学生高低立显。
【关键词】高中数学联赛 新颖性 界定性 选拔性 导向功能
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)24-0106-02
高中数学联赛在即,为方便学生备考。笔者组织了高中数学联赛(一试)模拟题的命制工作,命题组紧扣“科学性、新颖性、选拔性、能力性、界定性”[1]的原则命制试题。笔者也参与了解答题第10题的命制。现将其命制历程及解法与各位同仁分享,不到之处敬请各位批评指正。
一、问题呈現
题目(1)已知,求证:
(2)若正数满足,求的最小值。
点评:本题综合考察了不等式的性质、代数式的恒等变形能力。其中第(1)小问一题多解,可以从代数式的恒等变形或导数法等视角进行思考。设问梯度得当,能使不同的数学竞赛者得到他应得的分数,测试效度较好。
二、命制历程
1.试题立意
根据双向细目表的要求,在解答题第10题的位置需要命制一道以不等式为载体的最值问题,题目要求新颖、具备压轴性,有一定的区分度,能起到选拔功能。试题要求界定明确,为高中数学联赛(一试)模拟题,命题范围不得超出中学数学大纲。
2.试题命制与打磨
命制方案:命题组试图通过组合法[2-3]命制一道二元函数最值问题,既坚持与高等数学的衔接,为学生后续升入大学学习作铺垫,又使试题不落俗套,让数学竞赛者无范本可循,让试题有一定的新颖性。
(1)多问题重组,形成初稿
复杂生于简单,第10题的命制从两个简单的问题开始。
问题1 已知,求证
问题1的命制思路:笔者注意到,当且仅当取等号。即:;在不等式两边同乘以得:,生成问题1。
问题2 已知,求证:
问题2的命制思路:由于,当且仅当取等号。同时注意到二次多项式的判别式小于0,故;则
;故,由此生成问题2。
将问题1与问题2组合形成问题3。
问题3 已知,,求证:
不难发现,问题3中要求证的不等式当且仅当时,取等号。即二元函数当时,取得最小值。于是想到将“”,即“”作为已知条件,衍生出新的问题,形成初稿。
初稿 若正数满足,求的最小值。
(2)考虑界定性原则,改成二稿
命题组预估到本题作为高中数学联赛(一试)模拟题难度偏大,且审题教师解题后给出的几种参考解法中包括拉格朗日乘数法,故命题组认为初稿有超出中学数学大纲范围之嫌。而高中数学联赛(一试)难度的界定为不得超出中学数学大纲范围。初稿可以用作高中数学联赛(二试)试题,其有高等数学背景,但可以用初等数学方法来解。如若作为一试试题,区分度较差,必须给出梯度,层层递进。故命题组采用“分步设问”的方式,将问题2作为第一问,初稿问题作为第2问,以此降低试题的难度,提高试题的区分度,形成二稿。
二稿 (1)已知,求证:
(2)若正数满足,求的最小值。
三、解法展示
解法1 (1)因为,
则,
从而,当且仅当时,取等号。
(2)由题意得:,由,得 ,即;
,当且仅当取等号;当时,,
又由(1)得,
故
解法2 (1)构造辅助函数,
,令,即:;
亦即:,
又,故,
即原方程解为,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增。
所以,当时,取得最小值。
故:,即:
(2)下同解法1
解法3 (1)令,
则,,,
故函数在处的切线方程为:;
故
(2)下同解法1
四、总结
作为一道高中数学联赛(一试)原创模拟题,试题除了“科学性、能力性”之外,还要做到“新颖性”、“界定性”、“选拔性”。立意新颖,不为题海战术开方便之门。界定明确,对一线教练员的教学有导向功能。有效区分,让不同层次水平的学生高低立显。
参考文献:
[1]朱华伟.从数学竞赛到竞赛数学[M].北京:科学出版社,2009.
[2]刘蒋巍. 例谈试题打磨的九种方法[J]. 文理导航(下旬),2016,(12):98.
[3]刘蒋巍.命题转换的9种方法在教学中的运用[M].南昌:江西科学技术出版社,2016.
【关键词】高中数学联赛 新颖性 界定性 选拔性 导向功能
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2017)24-0106-02
高中数学联赛在即,为方便学生备考。笔者组织了高中数学联赛(一试)模拟题的命制工作,命题组紧扣“科学性、新颖性、选拔性、能力性、界定性”[1]的原则命制试题。笔者也参与了解答题第10题的命制。现将其命制历程及解法与各位同仁分享,不到之处敬请各位批评指正。
一、问题呈現
题目(1)已知,求证:
(2)若正数满足,求的最小值。
点评:本题综合考察了不等式的性质、代数式的恒等变形能力。其中第(1)小问一题多解,可以从代数式的恒等变形或导数法等视角进行思考。设问梯度得当,能使不同的数学竞赛者得到他应得的分数,测试效度较好。
二、命制历程
1.试题立意
根据双向细目表的要求,在解答题第10题的位置需要命制一道以不等式为载体的最值问题,题目要求新颖、具备压轴性,有一定的区分度,能起到选拔功能。试题要求界定明确,为高中数学联赛(一试)模拟题,命题范围不得超出中学数学大纲。
2.试题命制与打磨
命制方案:命题组试图通过组合法[2-3]命制一道二元函数最值问题,既坚持与高等数学的衔接,为学生后续升入大学学习作铺垫,又使试题不落俗套,让数学竞赛者无范本可循,让试题有一定的新颖性。
(1)多问题重组,形成初稿
复杂生于简单,第10题的命制从两个简单的问题开始。
问题1 已知,求证
问题1的命制思路:笔者注意到,当且仅当取等号。即:;在不等式两边同乘以得:,生成问题1。
问题2 已知,求证:
问题2的命制思路:由于,当且仅当取等号。同时注意到二次多项式的判别式小于0,故;则
;故,由此生成问题2。
将问题1与问题2组合形成问题3。
问题3 已知,,求证:
不难发现,问题3中要求证的不等式当且仅当时,取等号。即二元函数当时,取得最小值。于是想到将“”,即“”作为已知条件,衍生出新的问题,形成初稿。
初稿 若正数满足,求的最小值。
(2)考虑界定性原则,改成二稿
命题组预估到本题作为高中数学联赛(一试)模拟题难度偏大,且审题教师解题后给出的几种参考解法中包括拉格朗日乘数法,故命题组认为初稿有超出中学数学大纲范围之嫌。而高中数学联赛(一试)难度的界定为不得超出中学数学大纲范围。初稿可以用作高中数学联赛(二试)试题,其有高等数学背景,但可以用初等数学方法来解。如若作为一试试题,区分度较差,必须给出梯度,层层递进。故命题组采用“分步设问”的方式,将问题2作为第一问,初稿问题作为第2问,以此降低试题的难度,提高试题的区分度,形成二稿。
二稿 (1)已知,求证:
(2)若正数满足,求的最小值。
三、解法展示
解法1 (1)因为,
则,
从而,当且仅当时,取等号。
(2)由题意得:,由,得 ,即;
,当且仅当取等号;当时,,
又由(1)得,
故
解法2 (1)构造辅助函数,
,令,即:;
亦即:,
又,故,
即原方程解为,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增。
所以,当时,取得最小值。
故:,即:
(2)下同解法1
解法3 (1)令,
则,,,
故函数在处的切线方程为:;
故
(2)下同解法1
四、总结
作为一道高中数学联赛(一试)原创模拟题,试题除了“科学性、能力性”之外,还要做到“新颖性”、“界定性”、“选拔性”。立意新颖,不为题海战术开方便之门。界定明确,对一线教练员的教学有导向功能。有效区分,让不同层次水平的学生高低立显。
参考文献:
[1]朱华伟.从数学竞赛到竞赛数学[M].北京:科学出版社,2009.
[2]刘蒋巍. 例谈试题打磨的九种方法[J]. 文理导航(下旬),2016,(12):98.
[3]刘蒋巍.命题转换的9种方法在教学中的运用[M].南昌:江西科学技术出版社,2016.