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今年的创新题较之往年,加强了对考生的求异思维能力的考查,让大家想的多一些,算的少一些.
一、知识迁移型
知识迁移型的考题年年都会有,这些题目往往给出新定义,提供新信息,从而构成新的问题来考查学生的知识迁移能力.
例1 (福建卷)设[V]是全体平面向量构成的集合,若映射[f:V→R]满足:对任意向量[a=(x1,y1)∈V,b=(x2,y2)∈V,]以及任意[λ][∈]R,均有[fλa+(1-λ)b][=λfa+(1-λ)fb],则称映射[f]具有性质[p].先给出如下映射:
二、常规拓展型
创新题往往将常规题进行演变和拓展,其解法有的可以依照通法求解,而有的则要用非常规方法求解.
例2 (湖南卷)对于[n∈N*],将[n]表示成[n=a0×2k+][a1×2k-1+a2×2k-2+⋯+ak-1×21+][ak×20] ,当[i=0]时,[ai=1],当[1≤i≤k]时, [ai]为0或1. 记[I(n)]为上述表示中[ai]为0的个数(例如:[1=1×20],[4=1×22+0×21+0×20],故[I(1)=0], [I(4)=2]),则:(1)[I(12)=] ;(2)[n=11272I(n)] .
分析 题目将常规知识进行了拓展,给出正整数[n]是二进制.
解 (1)[12=1×23+1×22+0×21+0×20],
故[I(12)=]2.
(2)127用二进制数表示为1111111,我们先考查7位数的情况,它的后6位数字会出现0的个数分别为6、5、4、3、2、1、0这7种情况,其出现的次数依次为[C66]、[C56]、[C46]、[C36]、[C26]、[C16]、[C06],即[In=6]时,出现[C66]次,[In=5]时,出现[C56]次,[In=4]时,出现[C46]次,[In=3]时,出现[C36]次,[In=2]时,出现[C26]次,[In=1]时,出现[C16]次,[In=0]时,出现[C06]次,针对这一种情况,对[2I(n)]求和,有[C6626+C5625+C4624][+C3623+C2622][+C1621+C0620=2+16=36],即7位数时,对[2I(n)]求和,其结果为[36],同理,考察6位数、5位数、4位数、3位数、2位数、1位数时,对[2I(n)]求和,其结果分别为[35、][34、][33、][32、][31、][30],
故[n=11272I(n)][=36+35+34+33+32+31+30=37-12][=1093].
我们换一种思维,由特殊到一般,考查[22]~[23](含[22],不含[23],即含前面的数,不含后面的数,以下相同)中的4个数,[In=2]的有1个,[In=1]的有2个,[In=0]的有1个,即分别为[C22、C12、C02]个;考查[23]~[24]中8个数,[In=3]有1个,[In=2]的有3个,[In=1]的有3个,[In=0]的有1个,即分别为[C33、C23、C13、C03]个;考查[24]~[25]中16个数,[In=4]有1个,[In=3]有4个,[In=2]的有6个,[In=1]的有4个,[In=0]的有1个,即分别为[C44、C34、C24、][C14、C04]个. 由此推到一般,当[n≥1]时,[2n]~[2n+1](含[2n],不含[2n+1])中的[2n]个数,[In=n]的有[Cnn]个,[In=n-1]的有[Cn-1n]个,…,[In=1]的有[C1n]个,[In=0]的有[C0n]个.
于是[n=11272I(n)=7×20+C11+C12+⋯+C16×21]
[+C22+C23+⋯+C26×22][+C33+C34+C35+C36×23]
[+C44+C45+C46×24][+C55+C56×25][+C66×26]
[=C17×20+C27×21+C37×22+C47×23+C57×24+C67×25+C77×26]
[=121+27-1=1093].
感悟 另辟蹊径,殊途同归.
例3 (广东卷) 某数学老师身高176cm,他爷爷、父亲和儿子的身高分别是173cm、170cm和182cm.因儿子的身高与父亲的身高有关,该老师用线性回归分析的方法预测他孙子的身高为 cm.
分析 利用线性回归分析,必须首先找到相关量.
解 注意到儿子的身高与父亲的身高有关,这是线性回归. 用[xi]表示父亲的身高, [yi]表示儿子的身高,其对应数据如下表.
[[xi]&173&170&176&[yi]&170&176&182&]
计算出[x=173],[y=176],
[b=i=13xi-xyi-yi=13xi-x2=1],[a=y-bx=3],
故线性回归方程为[y=x+3],当[x=182]时,[y=185].即预测他孙子的身高为[185cm].
感悟 辨明是非,回归原点.
三、相似类比型
类比,就是由两个对象的某些相同或相似的性质,推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式.
例4 (江西卷)观察下列各式:[55=3125,56=15625,][57=78125,⋯,]则[52011]的末四位数字为( )
A. 3125 B. 5625 C. 0625 D. 8125
分析 题中的数2011比数5和数7要大得多,一定有规律可行,由前面的数的末四位数进行类比推理即可.
解 构造函数[fx=5x],有
[f4=625,f5=3125,f6=15625],
[f7=78125,][f8=390625],[f9=3153125,]
[f10=15765625,⋯],
观察可以得到其末四位数字出现的规律以4为周期,又[2011=2004+7],故[52011]的末四位数字与[57]的末四位数字相同,故选D.
四、探索归纳型
探索归纳,是指通过对特例的分析来引出普遍结论的一种推理形式,通常有条件探索、结论探索和规律探索三种类型.
例5 (北京卷)设[A0,0,B4,0,][Ct+4,4,][Dt,4t∈R],记[Nt]为平行四边形[ABCD]内部(不含边界)的整点的个数,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则函数[Nt]的值域为( )
A.[9,10,11] B.[9,10,12]
C.[9,11,12] D.[10,11,12]
分析 其一无论[t]取何值,平行四边形的面积总相等;其二直线[y=2]在平行四边形内部的整点只有两种情况:4个或者3个.
解 直线[y=2]在平行四边形内部的整点的个数有4个或者3个.直线[y=2]把平行四边形[ABCD]分割为两个全等的平行四边形,平行四边形内部的纵坐标为2的整点有4个时,直线[y=2]分成的两个平行四边形内部的整点个数各有4个,平行四边形内部的纵坐标为2的整点有3个时,直线[y=2]分成的两个平行四边形内部的整点个数各有4个或3个,故函数[Nt]的值域为[9,11,12].
感悟 一线分南北,南北点相同.
例6 (江西卷)如下图,一个直径为1的小圆沿着直径为2的大圆内壁的逆时针方向滚动,[M]和[N]是小圆的一条固定直径的两个端点. 那么,当小圆这样滚过大圆内壁的一周,点[M、N]在大圆内所绘出的图形大致是( )
分析 动手做一做,就有结果.
解 根据小圆与大圆半径1∶2的关系,找上下左右四个点,根据这四个点的位置,小圆转半圈,刚好是大圆的四分之一,在运行的过程中,[M]点和[N]点的轨迹是四条线段,即大圆的半径. 故选A.
感悟 不能想当然,否则入歧途.
例7 (浙江卷)设[a、b、c]为实数,[f(x)=(x+][a)(x2+bx+c)],[g(x)=(ax+1)(cx2+bx+1)].记集合[S={xf(x)=0,x∈R},][T=xg(x)=0,x∈R].
若[{S}、{T}]分别为集合[S、T]的元素个数,则下列结论不可能的是( )
A. [{S}=1]且[{T}=0] B. [{S}=1]且[{T}=1]
C. [{S}=2]且[{T}=2] D. [{S}=2]且[{T}=3]
分析 对于两个问题,先固定一个,再来考虑另外一个.
解 若[{T}=3],即说明[g(x)=(ax+1)(cx2+][bx+1)=0]有3个不同的解,此时必有[b2-4c>0],三个解为[x=-1a]或[x=-b±b2-4c2c],注意到[-1a≠-b±b2-4c2c],即[a≠b±b2-4c2].
再考查[f(x)=(x+a)(x2+bx+c)=0],有[x+a=0]或[x2+bx+c=0],由[b2-4c>0]知[x2+bx+c=0]有两个不同的解,故[x=-a]或[x=-b±b2-4c2],注意到前面已经证明的[a≠b±b2-4c2],此时也有[{S}=3],不满足[{S}=2],故选D.
感悟 分别讨论,各个击破.
一、知识迁移型
知识迁移型的考题年年都会有,这些题目往往给出新定义,提供新信息,从而构成新的问题来考查学生的知识迁移能力.
例1 (福建卷)设[V]是全体平面向量构成的集合,若映射[f:V→R]满足:对任意向量[a=(x1,y1)∈V,b=(x2,y2)∈V,]以及任意[λ][∈]R,均有[fλa+(1-λ)b][=λfa+(1-λ)fb],则称映射[f]具有性质[p].先给出如下映射:
二、常规拓展型
创新题往往将常规题进行演变和拓展,其解法有的可以依照通法求解,而有的则要用非常规方法求解.
例2 (湖南卷)对于[n∈N*],将[n]表示成[n=a0×2k+][a1×2k-1+a2×2k-2+⋯+ak-1×21+][ak×20] ,当[i=0]时,[ai=1],当[1≤i≤k]时, [ai]为0或1. 记[I(n)]为上述表示中[ai]为0的个数(例如:[1=1×20],[4=1×22+0×21+0×20],故[I(1)=0], [I(4)=2]),则:(1)[I(12)=] ;(2)[n=11272I(n)] .
分析 题目将常规知识进行了拓展,给出正整数[n]是二进制.
解 (1)[12=1×23+1×22+0×21+0×20],
故[I(12)=]2.
(2)127用二进制数表示为1111111,我们先考查7位数的情况,它的后6位数字会出现0的个数分别为6、5、4、3、2、1、0这7种情况,其出现的次数依次为[C66]、[C56]、[C46]、[C36]、[C26]、[C16]、[C06],即[In=6]时,出现[C66]次,[In=5]时,出现[C56]次,[In=4]时,出现[C46]次,[In=3]时,出现[C36]次,[In=2]时,出现[C26]次,[In=1]时,出现[C16]次,[In=0]时,出现[C06]次,针对这一种情况,对[2I(n)]求和,有[C6626+C5625+C4624][+C3623+C2622][+C1621+C0620=2+16=36],即7位数时,对[2I(n)]求和,其结果为[36],同理,考察6位数、5位数、4位数、3位数、2位数、1位数时,对[2I(n)]求和,其结果分别为[35、][34、][33、][32、][31、][30],
故[n=11272I(n)][=36+35+34+33+32+31+30=37-12][=1093].
我们换一种思维,由特殊到一般,考查[22]~[23](含[22],不含[23],即含前面的数,不含后面的数,以下相同)中的4个数,[In=2]的有1个,[In=1]的有2个,[In=0]的有1个,即分别为[C22、C12、C02]个;考查[23]~[24]中8个数,[In=3]有1个,[In=2]的有3个,[In=1]的有3个,[In=0]的有1个,即分别为[C33、C23、C13、C03]个;考查[24]~[25]中16个数,[In=4]有1个,[In=3]有4个,[In=2]的有6个,[In=1]的有4个,[In=0]的有1个,即分别为[C44、C34、C24、][C14、C04]个. 由此推到一般,当[n≥1]时,[2n]~[2n+1](含[2n],不含[2n+1])中的[2n]个数,[In=n]的有[Cnn]个,[In=n-1]的有[Cn-1n]个,…,[In=1]的有[C1n]个,[In=0]的有[C0n]个.
于是[n=11272I(n)=7×20+C11+C12+⋯+C16×21]
[+C22+C23+⋯+C26×22][+C33+C34+C35+C36×23]
[+C44+C45+C46×24][+C55+C56×25][+C66×26]
[=C17×20+C27×21+C37×22+C47×23+C57×24+C67×25+C77×26]
[=121+27-1=1093].
感悟 另辟蹊径,殊途同归.
例3 (广东卷) 某数学老师身高176cm,他爷爷、父亲和儿子的身高分别是173cm、170cm和182cm.因儿子的身高与父亲的身高有关,该老师用线性回归分析的方法预测他孙子的身高为 cm.
分析 利用线性回归分析,必须首先找到相关量.
解 注意到儿子的身高与父亲的身高有关,这是线性回归. 用[xi]表示父亲的身高, [yi]表示儿子的身高,其对应数据如下表.
[[xi]&173&170&176&[yi]&170&176&182&]
计算出[x=173],[y=176],
[b=i=13xi-xyi-yi=13xi-x2=1],[a=y-bx=3],
故线性回归方程为[y=x+3],当[x=182]时,[y=185].即预测他孙子的身高为[185cm].
感悟 辨明是非,回归原点.
三、相似类比型
类比,就是由两个对象的某些相同或相似的性质,推断它们在其他性质上也有可能相同或相似的一种推理形式.
例4 (江西卷)观察下列各式:[55=3125,56=15625,][57=78125,⋯,]则[52011]的末四位数字为( )
A. 3125 B. 5625 C. 0625 D. 8125
分析 题中的数2011比数5和数7要大得多,一定有规律可行,由前面的数的末四位数进行类比推理即可.
解 构造函数[fx=5x],有
[f4=625,f5=3125,f6=15625],
[f7=78125,][f8=390625],[f9=3153125,]
[f10=15765625,⋯],
观察可以得到其末四位数字出现的规律以4为周期,又[2011=2004+7],故[52011]的末四位数字与[57]的末四位数字相同,故选D.
四、探索归纳型
探索归纳,是指通过对特例的分析来引出普遍结论的一种推理形式,通常有条件探索、结论探索和规律探索三种类型.
例5 (北京卷)设[A0,0,B4,0,][Ct+4,4,][Dt,4t∈R],记[Nt]为平行四边形[ABCD]内部(不含边界)的整点的个数,其中整点是指横、纵坐标都是整数的点,则函数[Nt]的值域为( )
A.[9,10,11] B.[9,10,12]
C.[9,11,12] D.[10,11,12]
分析 其一无论[t]取何值,平行四边形的面积总相等;其二直线[y=2]在平行四边形内部的整点只有两种情况:4个或者3个.
解 直线[y=2]在平行四边形内部的整点的个数有4个或者3个.直线[y=2]把平行四边形[ABCD]分割为两个全等的平行四边形,平行四边形内部的纵坐标为2的整点有4个时,直线[y=2]分成的两个平行四边形内部的整点个数各有4个,平行四边形内部的纵坐标为2的整点有3个时,直线[y=2]分成的两个平行四边形内部的整点个数各有4个或3个,故函数[Nt]的值域为[9,11,12].
感悟 一线分南北,南北点相同.
例6 (江西卷)如下图,一个直径为1的小圆沿着直径为2的大圆内壁的逆时针方向滚动,[M]和[N]是小圆的一条固定直径的两个端点. 那么,当小圆这样滚过大圆内壁的一周,点[M、N]在大圆内所绘出的图形大致是( )
分析 动手做一做,就有结果.
解 根据小圆与大圆半径1∶2的关系,找上下左右四个点,根据这四个点的位置,小圆转半圈,刚好是大圆的四分之一,在运行的过程中,[M]点和[N]点的轨迹是四条线段,即大圆的半径. 故选A.
感悟 不能想当然,否则入歧途.
例7 (浙江卷)设[a、b、c]为实数,[f(x)=(x+][a)(x2+bx+c)],[g(x)=(ax+1)(cx2+bx+1)].记集合[S={xf(x)=0,x∈R},][T=xg(x)=0,x∈R].
若[{S}、{T}]分别为集合[S、T]的元素个数,则下列结论不可能的是( )
A. [{S}=1]且[{T}=0] B. [{S}=1]且[{T}=1]
C. [{S}=2]且[{T}=2] D. [{S}=2]且[{T}=3]
分析 对于两个问题,先固定一个,再来考虑另外一个.
解 若[{T}=3],即说明[g(x)=(ax+1)(cx2+][bx+1)=0]有3个不同的解,此时必有[b2-4c>0],三个解为[x=-1a]或[x=-b±b2-4c2c],注意到[-1a≠-b±b2-4c2c],即[a≠b±b2-4c2].
再考查[f(x)=(x+a)(x2+bx+c)=0],有[x+a=0]或[x2+bx+c=0],由[b2-4c>0]知[x2+bx+c=0]有两个不同的解,故[x=-a]或[x=-b±b2-4c2],注意到前面已经证明的[a≠b±b2-4c2],此时也有[{S}=3],不满足[{S}=2],故选D.
感悟 分别讨论,各个击破.