内容正文:
引领一 素养导向 五育并举
素养1 数学抽象
“数学抽象”素养的考查重点是学生在各种情境中抽象出数学概念、命题、方法和体系的能力,在日常生活和实践中善于一般性思考问题,把握事物的本质、以简驭繁,运用数学思想方法解决问题的思维品质.
数学抽象的具体表现包括:获得数学概念和规则,提出数学命题和模型,形成数学方法与思想,认识数学结构与体系.
例1 [2022·全国乙卷]某地经过多年的环境治理,已将荒山改造成了绿水青山.为估计一林区某种树木的总材积量,随机选取了10棵这种树木,测量每棵树的根部横截面积(单位:m2)和材积量(单位:m3),得到如下数据:
样本号i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总和
根部横截
面积xi 0.04 0.06 0.04 0.08 0.08 0.05 0.05 0.07 0.07 0.06 0.6
材积量yi 0.25 0.40 0.22 0.54 0.51 0.34 0.36 0.46 0.42 0.40 3.9
(1)估计该林区这种树木平均一棵的根部横截面积与平均一棵的材积量;
(2)求该林区这种树木的根部横截面积与材积量的样本相关系数(精确到0.01);
(3)现测量了该林区所有这种树木的根部横截面积,并得到所有这种树木的根部横截面积总和为186 m2.已知树木的材积量与其根部横截面积近似成正比.利用以上数据给出该林区这种树木的总材积量的估计值.
解析:(1)该林区这种树木平均一棵的根部横截面积==0.06(m2),
平均一棵的材积量==0.39(m3).
(2)由题意,得2==0.038-10×0.062=0.002,
2==1.615 8-10×0.392=0.094 8,
(yi-)==0.247 4-10×0.06×0.39=0.013 4,
所以相关系数r==≈≈0.97.
(3)因为树木的材积量与其根部横截面积近似成正比,所以比例系数k===6.5,
所以该林区这种树木的总材积量的估计值为186×6.5=1 209(m3).
价值引领
[素养] 数学抽样、直观想象、逻辑推理.
[五育] 培养学生关注环境、保护环境,用所学知识解决实际问题.
真题互鉴
1.[2022·北京卷]已知Q:a1,a2,…,ak为有穷整数数列.给定正整数m,若对任意的n∈{1,2,…,m},在Q中存在ai,ai+1,ai+2,…,ai+j(j≥0),使得ai+ai+1+ai+2+…+ai+j=n,则称Q为m 连续可表数列.
(1)判断Q:2,1,4是否为5 连续可表数列?是否为6 连续可表数列?说明理由.
(2)若Q:a1,a2,…,ak为8 连续可表数列,求证:k的最小值为4.
(3)若Q:a1,a2,…,ak为20 连续可表数列,且a1+a2+…+ak<20,求证:k≥7.
解析:(1)若m=5,则对于任意的n∈{1,2,3,4,5},
a2=1=1,a1=2=2,a1+a2=2+1=3,a3=4=4,a2+a3=1+4=5,
所以Q是5 连续可表数列.
由于不存在任意连续若干项之和相加为6,所以Q不是6 连续可表数列.
(2)反证法:假设k的值为3,则a1,a2,a3最多能表示a1,a2,a3,a1+a2,a2+a3,a1+a2+a3,共6个数字,
与Q为8 连续可表数列矛盾,故k≥4.
现构造Q:4,2,1,5,可以表达出1,2,3,4,5,6,7,8这8个数字,即存在k=4满足题意,
故k的最小值为4.
(3)先证明k≥6.
从5个正整数中,取一个数字只能表示自身,最多可表示5个数字,
取连续两个数字最多能表示4个数字,取连续三个数字最多能表示3个数字,取连续四个数字最多能表示2个数字,取连续五个数字最多能表示1个数字,所以对任意给定的5个整数,最多可以表示5+4+3+2+1=15个正整数,不能表示20个正整数,即k≥6.
若k=6,最多可以表示6+5+4+3+2+1=21个正整数,
由于Q为20 连续可表数列,且a1+a2+…+ak<20,
所以至少有一项为负数,
既然任意5个正整数都不可能为20 连续可表数列,
那么中间若插入一个负数项,更不能连续表示1~20的正整数.
所以至少要有6个正整数才能连续表示1~20的正整数.
所以Q中至少包含6个正整数和一个负数,故k≥7.
[说明]
主要考查了数学抽象、直观想象、逻辑推理的素养,培养了学生尊重科学、热爱科学、用所学知识解决问题.
素养2 直观想象
“直观想象”素养的考查重点是学生运用图形和空间想象思考问题、运用数形结合解决问题的能力;通过几何直观洞察表面现象的数学结构与联系,抓住事物的本质的思维品质.
直观想象素养的具体表现包括:建立形与数的联系、利用几何图形描述问题、借助几何直观理解问题、