文尚平 徐华
在国家推行新一轮课程改革及各地陆续进入新高考的背景下,2019年广西高考所采用的全国Ⅲ卷文、理科数学试题的命制,既严格遵循《普通高中数学课程标准(实验)》的要求,又紧扣《2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲(数学)》(以下简称《2019年考纲》),试卷结构稳中有变、变中求新,试题设计在立足基础知识、基本技能、基本思想方法和基本活动经验的同时,坚持以立德树人、服务高校人才选拔为导向,多角度、多层次地考查考生的学科素养,不仅考查了逻辑推理、数学运算、创新意识与中国传统数学文化,更突出了数学的基础性和应用性.深入分析试题的这些特点和变化,能够为2020年的高考备考提供一些启示.
一、2019年高考全国Ⅲ卷数学试题分析
(一)试题结构分析
2019年高考全国Ⅲ卷数学试题的结构、分值分布与往年相比基本保持不变.结构方面讲,依然是12道选择题、4道填空题、6道解答题,解答题依旧是5道必考题和1道选考题,选考题为“二选一”模式,考生只需从坐标系与参数方程、不等式选讲中任选1题解答即可;分值分布方面讲,单选题60分,填空题20分,解答题70分(含选考题10分).数列与不等式、三角函数与平面向量、概率与统计、立体几何、解析几何、函数与导数六大主干知识依然是考查的重点和难点,数学学科基础知识与基本技能的考查仍为主导方向,同时也兼顾了学科素养与人文精神的培养,突出了“立德树人”价值导向.
(二)试题特点
分析近三年高考全国Ⅲ卷数学试题(理科)可知,高考数学试题总的特点是“稳中有变,变中求新”(如图1).综观今年全国Ⅲ卷理、文科数学试题,又可见“四个相对稳定”和“四个变化”.“四个相对稳定”,即题型、题量和分值相对稳定,主干知识、基础知识的考查相对稳定,数学思想、通解通法的考查相对稳定,核心素养、关键能力的考查相对稳定.“四个变化”,即文理趋同性变大、阅读量增加、考查内容的顺序改变和部分考查内容被删除,比如三视图、线性规划连续两年未曾出现,程序框图间隔一年再次出现等.不仅如此,试题在变化中还突出了创新性,比如在落实“立德树人”的要求中突出了“劳育”,在学科融合中渗透了边缘知识的掌握和学科应用思想的培养,淡化了立体几何向量法、解析几何固定的解题程序,考查了考生思维的创新性和批判性.
具体说来,2019年高考全国Ⅲ卷理、文科数学试题主要具有如下几个特点.
1.注重基础知识,聚焦关键能力,提升数学素养
2019年高考全国Ⅲ卷理、文数学試题的基础题、中等难度题及难题的比例都是7∶2∶1,基本遵循了“考查基础知识,兼顾能力考查”的原则和“对能力的考查,以思维能力为核心,突出综合性、应用性”的指导思想,将学科知识、关键能力和思想方法融为一体,全面检测了考生的数学素养.
以理科卷为例,考查数学运算的题目有第1、2、4、5、6、9、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23题,主要考查考生的运算求解能力,体现了量化的数学观.考查逻辑推理的题目有第6、9、10、15、19、20、21、23题,主要考查考生的推理论证能力.考查数学抽象思维的题目有第9、11、20题,主要考查考生的抽象概括能力.考查直观想象的题目有第7、8、10、15、16、19、21、22题,主要考查考生的直观想象能力,如利用图形描述和分析数学问题.考查数据分析的题目有第3、9、17题,主要考查考生的数据处理能力,如提取题目数据的关键信息,对已知数据进行细致分析,建立相应的模型,进而解决相关问题.考查数学建模的题目有第12、18、21题,主要考查考生的思维过程、实践能力和创新意识.
2.弘扬优秀传统文化,增强文化自信
《2019年考纲》明确提出,高考命题应弘扬中华优秀传统文化,积极培养和践行社会主义核心价值观,充分发挥高考命题的育人功能,落实“立德树人”目标,兼顾学科素养与人文精神的综合培养.如理科卷第3题、文科卷第4题,以考生阅读“四大名著”的调查数据为题目背景,考查了处理抽样数据、计算频率的估计值等知识,情境贴近实际,为考生所熟悉.
3.关注现实问题,落实“立德树人”
2019年高考全国Ⅲ卷在内容上推陈出新,既结合时代背景,关注现实生活,又积极融入数学文化,凸显育人价值导向.而且题目的设计具有情境真实、贴近生活、文化底蕴深厚等特点,体现了数学思想方法在解决实际问题中的作用.如理、文同题的第16题,为求解运用3D打印技术制作的模型的质量,创设了考生到工厂劳动实践的场景,引导考生关注劳动、尊重劳动、亲自参与劳动,体现了“劳育”的要求.又如理、文同题的第17题,以离子在生物体内残留情况为出题背景,考查了数据统计与分析的知识,反映了数学的本位知识、思想方法与其他学科知识、方法的融合.
4.增大文理趋同性,为新高考作铺垫
对比分析今年高考全国Ⅲ卷文、理科数学试题的考查内容,其中有59%的相同题、27%的姊妹题,只有14%的题目不一样,文理趋同性更为明显,如文科数学的第3题还渗透了理科排列组合的知识与方法.相比过去3年,今年试题难度的变化是理降文升,这与即将在全国范围内逐步推进的取消文理分科、文理数学同卷的改革相呼应.
(三)试题解题思路点拨
1.常考常新的主干知识
三角函数与解三角、数列与不等式、概率与统计、立体几何与空间向量、解析几何、函数与导数这六大模块是高中数学的主干知识和核心内容,是高考考查的重点.
(1)《普通高中数学课程标准(2017版)》(以下简称《2017课标》)将三角函数归入主题二“函数”部分,更加强调了三角函数的“函数”属性,要求考生学会用几何直观和代数运算的方法研究三角函数的性质,并利用三角函数构建数学模型,解决实际问题.同时,《2017课标》把解三角形归入主题三“几何与代数”部分,要求考生结合向量的运算,探索三角形边和角的关系,掌握并利用正、余弦定理解决数学问题.
如文、理同题的第18题:△ABC的内角A,B,C的对边分别是[a],b,c,已知[a] [sinA+C2=b] sin A.(1)求B;(2)若△ABC为锐角三角形,且c=1,求△ABC面积的取值范围.
试题分析:今年的解三角形题难度加大,考查形式更加灵活,可以说是“容易题”不“容易”,让一大批考生措手不及.试题中,第(1)问是求解三角形的几何要素(内角),需要利用正弦定理、三角恒等变换、诱导公式进行求解;第(2)问是已知三角形一边与邻角的大小,求解三角形面积的取值范围,考查考生几何问题代数化的思维与能力,重基础、考能力,体现了数学核心素养中的几何直观、数学运算能力等要素.这道题设计“入口宽,方法多”,对函数与方程、转化与化归的要求较高,有区分度,有利于人才选拔.
解法分析:解三角形的取值范围问题,往往会综合考查三角恒等变换、均值不等式、函数等知识,数形结合、代数化思想是解决这类问题的关键.这道题第(1)问的三种解法分别体现了三种不同的恒等变换方向;第(2)问解法一、解法二分别从“角”“边”两个截然不同的方向描述了锐角三角形,解法三体现了极限思想与特值思想的应用,解法四体现了几何法与代数法的综合应用.
第(1)问解法一:由题设及正弦定理[asin A=bsin B]得sinA sin[A+C2=sin Bsin A].由于[sin A≠0],所以[sinA+C2=][sin B].又A+B+C=[180°],即[sinA+C2=cosB2],所以[cosB2=][2sinB2cosB2],且[cosB2≠0],故[sinB2=12],且[B∈(0°,180°)],因此[B=60°].
第(1)問解法二:解法一是消[A+C2]留[B2],其实也可以消[B2]留[A+C2].具体为,由解法一得[sinA+C2=][sinB],又A+B+C=[180°],即[sinB=2sinB2cosB2=2sinB2][sinA+C2],又[sinA+C2≠0],所以[sinB2=12],且[B∈(0°,180°)],因此B=60°.
第(1)问解法三:由解法一得[sinA+C2=sinB],两边平方得[sin2A+C2=][sin2B],即[1-cos(A+C)2=sin2B],又A+B+C=180°,即cos(A+C)=-cosB,所以[1+cosB=2sin2B],所以[2cos2B]+cosB-1=0,解得cosB=[ 12],因此B=60°.
第(2)问解法一:由题设及(1)知△ABC的面积[S△ABC=][34a],根据正弦定理得[a=csinAsinC=sin(120°-C)sinC=][33tanC+][12].由于△ABC为锐角三角形,故[0° 第(2)问解法二:由面积公式[S△ABC=12acsinB]及(1)得[S△ABC][=34a].根据余弦定理[cosB=a2+c2-b22ac=12],所以[b2=a2-][a+1]①;由于△ABC为锐角三角形,故[cosA=][b2+c2-a22bc>0],得[b2+1-a2>0]②;由[cosC=a2+b2-c22ab>0]得[a2+b2-1>0]③;由①②③得[12 第(2)问解法三:由(1)得B=[60°],A+C=[120°].据大角对大边,且△ABC是锐角三角形,可知当角A无限接近[π2]时,△ABC的面积无限靠近最大值[S1],且[S1=32].同理,当角C无限接近[π2]时,△ABC的面积无限靠近最小值[S2],且[S2=38].因此,[S△ABC∈(38,32)]. 第(2)问解法四:由面积公式[S△ABC=12acsinB]及(1)得[S△ABC=][34a].由于△AB[C′]是锐角三角形(如下图),在[Rt△ABC′]中作[AD⊥BC′]于D,所以符合本题条件的点C在线段[DC′]内,且[BD=12],[BC′=2],即[12 小结:《2017课标》对三角函数各模块做出了明确要求,除了文科和理科要求基本相同,还把正弦、余弦定理规定为“掌握”,不仅突出了能力立意、学科特征,而且考查了考生的思维能力和学习潜能,有助于推动新一轮课程改革. (2)历年高考中,函数与导数通常是以3小题、1大题的方式进行考查,客观题主要考查函数的基本性质、图像辨识、零点问题、导数、定积分及与不等式综合等,主观题主要是以导数为工具解决函数、方程、不等式等综合问题.题目设计的特点是轻技巧、重方法、多层次、重能力,考生要善于挖掘题目隐含的条件和等价转化,掌握通法,方可做到会且对、对且全、全且快. 如文科数学的第12题、理科数学的第11题:设[f]([x])是定义域为[R]的偶函数,且在(0,[+∞])单调递减,则( ).所列4个选项为:A. [flog314>f2-32>f2-23],B. [flog314>f2-23>f2-32],C. [f2-32>f2-23>flog314],D. [f2-23>f2-32>flog314]. 试题分析:本题主要考查函数的奇偶性、单调性,解题关键在于利用中间量大小比较同一区间的取值.因为[f]([x])是R上的偶函数,所以[flog314=f(log34)];因为[log34>][log33=1,1=20>2-23>2-32,]所以[log34>2-23>2-32].又[f(x)]在(0,+∞)单调递减,所以[flog34 小结:函数的性质及应用是客观题考查的重点,主要考查图像的辨识、初等函数的性质、函数零点、不等式、导数及应用等知识,常见的是比较大小和零点问题.上述题目更加突出了函数思想方法这一考点,解题时需要淡化技巧,善于采用特值的思想方法. 再如理科数学第20题:已知函数[f(x)=2x3-ax2+b].(1)讨论[f(x)]的单调性;(2)是否存在a,b,使得f(x)在区间[0,1]的最小值为-1且最大值为1?若存在,求出a,b的所有值;若不存在,说明理由. 试题分析:这是一道常规的导数不等式综合题,题目难度较往年有所降低,思维量不大,但运算量不少.第(1)问起点低、入手宽,考查考生根据a的取值范围进行分类讨论研究函数单调性的能力,属于容易题;第(2)问考查考生根据a的取值范围,结合函数单调性进行最大值和最小值判断的能力. 解法分析:含参函数单调性的研究、最值的求解,往往伴随着分类讨论的思想与方法,所以关于分类讨论的程序和模式是解决这类问题的关键. 解:(1)f ′[(x)=6x2-2ax=2x(3x-a),x∈]R,令[f][′][(x)=0],得[x=0或x=a3]. ①若a=0,[f][′][(x)≥0]恒成立,[f(x)]在(-∞,+∞)单调递增. ②若[a>0],则[x∈(-∞,0)∪(a3,+∞)]时,[f]′[(x)>0];当[x∈][(0,a3)]时,[f][′][(x)<0].故[f(x)]在[(-∞,0),(a3,+∞)]单调递增,在[(0,a3)]单调递减. ③若[a<0],则[x∈(-∞,a3)∪(0,+∞)]时,[f][′][(x)>0];当[x∈(a3,0)]时,[f][′][(x)<0].故[f(x)]在[(-∞,a3),(0,+∞)]单调递增,在[(a3,0)]单调递减. (2)满足条件的a,b存在. ①当[a<0]时,由(1)知[f(x)]在[0,1]单调递增,所以[f(x)min=f(0)=b=-1],[f(x)max=f(1)=2-a+b=1],解得a=0,b=-1.结果与[a<0]矛盾. ②当[a=0]时,由(1)知[f(x)]在[0,1]单调递增,所以[f(x)min=f(0)=b=-1],[f(x)max=f(1)=2-a+b=1],解得a=0,b=-1.结果与[a=0]符合. ③当[0