内容正文:
热点二 情境问题 突出素养导向
命|题|分|析
新情境试题重视数学本质,突出理性思维、数学应用、数学探究、数学文化的引领作用,是近年高考考查的热点内容。试题往往使用贴近时代、贴近社会、贴近生活的素材,以日常生活、工业生产、国家发展、社会进步中的实际问题为背景,考查学生运用数学知识解决实际问题的能力,让学生充分感受数学的应用价值,强调以素养为导向,深受命题专家的青睐。试题多以图、表、文并用的方式呈现,各种题型都有可能出现。
考向一 五育并举 立德树人
【例1】 (2021·新高考全国Ⅰ卷)某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折。规格为20 dm×12 dm的长方形纸,对折1次共可以得到10 dm×12 dm,20 dm×6 dm两种规格的图形,它们的面积之和S1=240 dm2,对折2次共可以得到5 dm×12 dm,10 dm×6 dm,20 dm×3 dm三种规格的图形,它们的面积之和S2=180 dm2,以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为________;如果对折n次,那么k=________dm2。
【思路分析】 列出对折3次、4次相应的各种规格的图形S3、S4的值,归纳出对折n次的图形面积,用错位相减法求k的值。
解析 (错位相减法)依题意得,S1=120×2=240;S2=60×3=180;当n=3时,共可以得到5 dm×6 dm, dm×12 dm,10 dm×3 dm,20 dm× dm四种规格的图形,且5×6=30,×12=30,10×3=30,20×=30,所以S3=30×4=120;当n=4时,共可以得到5 dm×3 dm, dm×6 dm, dm×12 dm,10 dm× dm,20 dm× dm五种规格的图形,所以对折4次共可以得到不同规格图形的种数为5,且5×3=15,×6=15,×12=15,10×=15,20×=15,所以S4=15×5=75;…,所以可归纳Sk=×(k+1)=。所以k=240 ①,所以×k=240 ②,由①-②得,×k=240=240=240,所以k=240dm2。
答案 5 240
方法悟通
本题以中国传统文化民间剪纸艺术为背景,考查了数列型问题的“归纳、猜想、证明”策略的灵活运用,体现了美育教育的导向。本题是最具有特色的创新型试题,全面考查了数学学科素养中的理性思维、数学应用、数学文化、数学探索,考查了数学建模能力和运算求解能力。
考向二 聚焦热点 责任担当
【例2】 (2021·全国乙卷)将5名北京冬奥会志愿者分配到花样滑冰、短道速滑、冰球和冰壶4个项目进行培训,每名志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配1名志愿者,则不同的分配方案共有( )
A.60种 B.120种 C.240种 D.480种
【思路分析】 本题依照“先选后排”的原则求解,即第1步先进行分组,第2步再进行排列的方法进行。
解析 根据题设中的要求,每名志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配1名志愿者,可分两步进行安排:第一步,将5名志愿者分成4组,其中1组2人,其余每组1人,共有C种分法;第二步,将分好的4组安排到4个项目中,有A种安排方法。故满足题意的分配方案共有C·A=240(种)。
答案 C
方法悟通
本题以北京冬奥会为背景设计试题,体现了冬奥会志愿者的社会担当精神。解决本题的关键是先分组后分配,考查了解决排列组合问题的一般方法。
考向三 融入生活 关注应用
【例3】 (2021·山东日照模拟)2020年是中国传统的农历鼠年,有人用3个圆构成“卡通鼠”的形象,如图,Q(0,-3)是圆Q的圆心,圆Q过坐标原点O,点L,S均在x轴上,圆L与圆S的半径都等于2,圆S,圆L均与圆Q外切。已知直线l过点O。若直线l截圆L、圆S、圆Q所得弦长均等于d,则d=________。
【思路分析】 设出l的方程,分别求出圆L、圆S、圆Q的圆心到直线l的距离d1,d2,d3,结合弦长公式求出l的斜率k的平方,从而求出d的值。
解析 设l的方程为y=kx(k≠0),三个圆心L,S,Q到l的距离分别为d1,d2,d3,易知L(-4,0),S(4,0),则d1=,d2=,d3=,d=2=2=2,所以4-2=9-2,解得k2=,则d2=4×=,解得d=。
答案
方法悟通
本题以“卡通鼠”为背景,考查点到直线的距离、弦长公式等知识。破解此类题的关键是“方程引路,几何法破题”,对于有关圆的弦长的问题,常利用几何法,即先求出圆心到直线的距离d,再利用弦长等于2(其中r为圆的半径),即可破解。在此过程中,有时需用到方程思想,如本题,利用方程思想,求出直线l的斜率的平方,为求弦长d做准备。
考向四 关注科技 助力强国
【例4】 神舟十二号载人飞船发射成功,三名航