再说高考压轴题应不应该用成题
您认为高考压轴应不应该用成题?
2021年高考今天落下帷幕,各省试卷使用情况如网图所示:
全国甲卷:云南、广西、贵州、四川、西藏
全国乙卷:河南、山西、江西、安徽、甘肃、青海、内蒙古、黑龙江、吉林、宁夏、新疆、陕西
新高考一卷:山东、广东、福建、江苏、湖南、湖北、河北
新高考二卷:海南、重庆、辽宁、
地方自主命题省市:北京、天津、上海、浙江
迄今,已经出现了三份完整的试卷,分别为全国甲卷、乙卷和新高考一卷。现在看来,压轴题依然是成题。去年高考刚结束我就写文章说过此话题(高考压轴题应该不应该用成题?),阅读量为1.6万,说明大家的关注度还是很高的,并做了个投票,有2644人参与了投票,结果如下:
从结果看仅有5%的人赞成用成题,11%的人无所谓,82%的人觉得不应该。今年投票继续,看大家有没有改变立场。
先说清楚两个概念:
压轴题:是指高考题中最难的两个题,一般是最后两个解答题(如果最后一题是选修题,则不算压轴题),通常是解析几何和导数,有时候也可能是概率统计或者立体几何等。
成题:一般指现成的题目,即已经在杂志书籍资料或者考试中出现过的题。可能是很经典的有上百年的结构或者模型。
这三年高考数学全国卷压轴题成题很多,而这两年尤甚,几乎所有的压轴题都是成题,都能在常见的资料中找到出处。
先看全国甲卷的第20题:
此题结构优美、结论简洁。但是是非常老的结构,一般称为彭色列定理,相关的恒等式称为欧拉察柏公式,本公众号三年前的文章(《圆锥曲线中的欧拉察柏公式相关问题》)基本把相关问题总结完了,此文也收入了拙作《鸡爪定理》[1]的附录中。在此再温习一下:
此结构对两圆、及两圆锥曲线都成立,甚至可以推广到空间中。国内最早见到的是1982年高考压轴题:
此题就是两个抛物线的情形,证明完全类似,一般都是用韦达定理解决。
在前面的文章(《抛物线6——圆锥曲线讲义之十七》)中,我又提到了这个题目和韦达定理的解法。
此题还作为2011年高中数学联赛B卷一试的压轴题考察过。
此类问题还作为2009年清华大学保送生考试试题,不难发现上述高考题和此保送生考试题几无二致。
此题还作为2014年浙江的高考题考察过。
此结构人见人爱,作为高考、自主招生或者联赛都很适合,2017协作体也作为联赛模拟题考察过。
当然此结构还作为2009年江西高考文科的压轴题考察过。
上述题目的证明思路基本都是如出一辙的利用韦达定理解决即可。具体解答过程可以参考上述我公众号的文章。
下面看全国乙卷的最后一个压轴题,
此结构也是很经典的,一般称为阿基米德三角形,相关的文章汗牛充栋。我在圆锥曲线系列中研究过很多此三角形的性质,在文章(抛物线2——圆锥曲线讲义之十三)中的问题8为:
8、动直线l过P与C交于A、B;过AB的切线交于M,(1)求M的轨迹方程
(2)求△MAB面积的最小值;
不难发现上述两题异曲同工,基本思路都是设出切点坐标,求出交点及三角形面积表达式,到此都是完全相同的。然后将交点带入限制条件中(我那题点在直线上运动,本题中点在圆上运动),利用函数或均值不等式求出最值即可。
最后看新高考全国1卷的最后一个压轴题:
这还是一个老生常谈的问题,比较早的资料中都有,例如1983年出版的《数学题解辞典(平面解析几何)》[2]中多次提到此结论,最后在一般的圆锥曲线中将其证明并系统的介绍其退化的情形如下:
其证明思路基本上要么用曲线系秒杀,要么用参数方程巧算,当然直接联立蛮算亦可。
我在《圆锥曲线系列讲义之九》也讲到了此两种情形,并提示用参数方程计算比较方便。
当然此结论在全国卷的高考题中也是屡见不鲜,例如
其退化的情形也是高考中的常见问题,例如:
2011年全国高中数学联赛一试的最后一题为此题逆命题;
由以上不难发现此三个问题都是非常古老的问题,作为平时测试和练习非常合适。但是作为高考真题并不合适,因为这很不公平。对于熟悉此结构的学生基本就是默写答案,而没见过此结构的学生绞尽脑汁也无法在短时间内解决。
您觉得呢?
参考文献
1 鸡爪定理 金磊 2020年6月 哈尔滨工业大学出版社
2 数学题解辞典(平面解析几何) 唐秀颖 1983年 上海 辞书出版社
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