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新高考印象(三) 结构不良题—
结构不良问题具有条件模糊、解决方案多样、结果开放等特点,其解决过程能有效激发学生求知欲,促进学生思维发展水平的提升.结构不良问题一般具有初始状态、目标状态、中间状态至少有一个不确定的特点,常见的主要类型有:
(1)问题目标明确、条件多种选择;(2)问题目标界定不明确;(3)问题解决具有多种方法、途径;(4)问题条件或数据冗余.
问题目标明确、条件多种选择
[例1] 在①=n;②an+1-an=2,S3=9;③an=(a2-1)n-1三个条件中任选一个,补充到下面问题中,并解答.
已知数列{an}的前n项和为Sn,满足________.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)数列{bn}满足bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
[审题指导] (1)选①:由an=得an;
选②:由条件可得a1和公差d,进而可得an;
选③:先求得a2,进而可得an.
(2)求得bn,用裂项相消法可得其前n项和Tn.
[解] (1)选①=n:
由=n得Sn=n2,a1=S1=12=1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2-(n-1)2=2n-1,
因为a1=1=2×1-1,
所以数列{an}的通项公式为an=2n-1(n∈N*).
选②an+1-an=2,S3=9:
由an+1-an=2知数列{an}是公差d=2的等差数列,
则S3=3a1+×3×2×d=3a1+6=9,得a1=1,
所以数列{an}的通项公式为an=a1+(n-1)d=2n-1(n∈N*).
选③an=(a2-1)n-1:
由an=(a2-1)n-1,
知a2=2(a2-1)-1=2a2-3,得a2=3,
所以数列{an}的通项公式为an=(a2-1)n-1=2n-1(n∈N*).
(2)因为an=2n-1,
所以bn==
=,
则数列{bn}的前n项和Tn
=
==.
[微点拨] 通过这样的设计,目的是希望学生在具体解答题目前有初步的判断,在提供的选择项中选一个自己擅长的或自认为有把握的,给学生搭建展示自己的平台.多种条件供选择题目的设计,有利于考查学生所学知识的广度,有利于促进学生的全面发展,有效规避备考中的猜题、押题等“投机取巧”行为.
问题目标界定不明确
[例2] 已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,抛物线的准线交x轴于C,A,B,D为抛物线上三点(其中D在第一象限),|DF|=4,|CD|=4.
(1)求p的值;
(2)已知O为坐标原点,李同学从条件①kOA+kOB=-2出发,而刘同学从条件②kADkBD=a出发,若要使得两位同学探索得到相同的结果“直线AB过同一个定点”,试问如何设计实数a的值.
[审题指导] 本题(2)问基于直线AB过同一个定点,但定点究竟是哪个点尚不明确,需要从李同学的条件入手,得到直线过定点(0,4),再结合刘同学的条件,求得实数a的值.
[解] (1)设D(x,y),C,
由题可知|DF|=x+=4⇒x=4-,y2=8p-p2.
则|CD|=4= ,得p=4.
(2)由(1)知D(2,4),显然直线AB不平行于x轴,
设直线AB:λy=x+m,A,B,
⇒y2-8λy+8m=0,y1+y2=8λ,
y1y2=8m.
李同学:kOA+kOB=+===-2⇒m=-4λ,
即直线AB:λy=x-4λ,直线过定点(0,-4).
刘同学:kADkBD=·
=
=,
代入m=-4λ可知kADkBD=4.因此,a的值为4.
[微点拨] 目标界定不明确类题目有利于培养学生的求异思维、创新思维,是培养创新性人才的有益尝试.解决此类问题需“顺藤摸瓜”,利用所给条件,综合运用发散思维、逆向思维,结合所学知识,创新解决问题.
条件自由组合,由二证一
[例3] (2022·新高考Ⅱ卷)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点为F(2,0),渐近线方程为y=±x.
(1)求C的方程;
(2)过F的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点,点P(x1,y1),Q(x2,y2)在C上,且x1>x2>0,y1>0.过P且斜率为-的直线与过Q且斜率为的直线交于点M.从下面①②③中选取两个作为条件,证明另外一个成立.
①M在AB上;②PQ∥AB;③|MA|=|MB|.
注:若选择不同的组合分别解答,则按第一个解答计分.
[审题指导] (1)利用焦点坐标求c的值,利用渐近线方程得a,b的关系进而求得a2,b2.
(2)先分析得到直线AB的斜率存在且不为零,设AB的斜率为k,M(xM,yM),由③|MA|=|MB|等价分析得xM+kyM=;由PM和QM的斜率得直线方程,结合双曲线方程及两点距离公式得PQ的斜率;由②PQ∥AB等价转化为kyM=3xM;由①M在AB上等价于kyM=k2(xM-2).
[解] (1)