谈谈几道有瑕疵的高考题

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

谈谈几道有瑕疵的高考题
甘志国
(北京丰台二中ꎬ北京100071)
摘㊀要:本文对八道高考题提出了商榷ꎬ都是以前的文献中未曾出现过的ꎬ其中包括2022年高考上海卷第12题.
关键词:瑕疵ꎻ高考题ꎻ商榷
中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)16-0034-06
收稿日期:2023-03-05
作者简介:甘志国(1971-)ꎬ男ꎬ湖北省竹溪人ꎬ硕士ꎬ中学正高级教师ꎬ特级教师ꎬ从事数学解题研究.基金项目:北京市教育学会 十三五 教育科研滚动立项课题 数学文化与高考研究 (项目编号:FT2017GD003)㊀㊀一年一度的高考是考生㊁老师㊁家长㊁学校乃至
全社会关注的重点话题.高考试题有解法常规㊁情景新颖㊁杜绝偏怪㊁引导教学㊁服务选才等特点ꎬ这也与新课改之精神㊁教育乃培养人的活动㊁数学本来应当是人人能够喜爱的美的科学合拍.但笔者也发现了少数有瑕疵(值得商榷)的高考题.虽然原题不会太影响(实际上ꎬ还是有影响)考生正确答题ꎬ但作为高考题的权威性及引用的广泛性ꎬ还是要确保无误ꎬ尽可能地做到严谨㊁完美.
题1㊀(2022年高考上海卷第12题)已知函数f(x)的定义域为[0ꎬ+ɕ)ꎬ值域为Afꎬ且满足f(x)=f11+xæ
èçöø
÷.若a>0ꎬ且yy=f(x)ꎬxɪ[0ꎬa]{}=Afꎬ则实数a的取值范围是.
题1是试卷填空压轴题.笔者估计命题专家的
解答是:
由题得yy=f(x)ꎬxɪ[0ꎬa]{}=Afꎬ即f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤxɤa{}.由题设ꎬ可得
f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤxɤa{}ɣf(x)xȡa{}.再由f(x)xȡa{}=
f11+xæèç
öø÷
xȡa{}=
f11+xæèç
öø÷
0<11+xɤ11+a
{}=f(x)0<xɤ1
1+a{}ꎬ可得f(x)xȡ0{}=f(x)0<xɤ1
1+a{}
ɣ
f(x)0ɤxɤa{}.
所以f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤxɤa{}⇔f(x)0ɤxɤa{}ɣf(x)0<xɤ11+a{}
=f(x)0ɤxɤa{}
⇔f(x)0<xɤ1
1+a
{}
⊆f(x)0ɤxɤa{}
⇔11+aɤa(a>0)⇔aȡ
5-1

.因而所求实数a的取值范围是5-12ꎬ+ɕ[öø÷
.
解答错了ꎬ错在哪里?
若函数f(x)的值域Af是单元素集
ꎬ则
f(x)0<xɤ11+a{}⊆f(x)0ɤxɤa{}⇒1
1+a
ɤa(a>0)不成立.因而上述解答不正确.事实上ꎬ若Af是单元素集ꎬ则所求实数a的取值范围是(0ꎬ+ɕ).
因而原题是错题ꎬ可把原题修正为:
若对于定义域为[0ꎬ+ɕ)ꎬ值域为Afꎬ且满足
f(x)=f11+xæ
èçöø÷恒成立的所有函数f(x)ꎬ均有yy=f(x)ꎬxɪ[0ꎬa]{}=Afꎬ则正数a的取值范围

.
对于修正后的题目ꎬ解答如下:
由题设ꎬ可得yy=f(x)ꎬxɪ[0ꎬa]{}=Afꎬ即f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤxɤa{}.记
5-12=αꎬ可得1α+1
=α(α>0).(1)由已知可验证函数f(x)

0ꎬxɪ[0ꎬα)ɣ(αꎬ+ɕ)1ꎬxɪα{}
{
满足f(x)=f11+xæ
èçöø
÷恒成立.再由f(x)xȡ0{}=0ꎬ1{}ꎬ可得
若f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤxɤa{}ꎬ则aȡα.(2)当aȡα时ꎬ下证由题设可得
f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤxɤa{}.
事实上ꎬ由题设可得
f(x)xȡα{}=f11+xæ
èçöø
÷xȡα{}
=f11+xæ
èçöø
÷0<11+xɤ11+α{}=f11+xæ
èç
öø
÷
0<1
1+xɤα{}=f(x)0<xɤα{}.
所以f(x)xȡ0{}=f(x)0ɤx<α{}ɣ
f(x)xȡα{}
=f(x)0ɤx<α{}ɣf(x)0<xɤα{}
=f(x)0ɤxɤα{}.
综上所述ꎬ可得所求正数a的取值范围是
5-12ꎬ+ɕ[öø÷
.
注㊀本题是会影响考生作答的:考生若只考虑Af
是单元素集的特殊情况ꎬ就会把答案填成 (0ꎬ+ɕ) .
题1的情形在以前的高考题中也出现过.题2㊀(2005年高考全国Ⅰ卷理科第15题)已知ΔABC的外接圆的圆心为Oꎬ两条边上高的交点
为H.若OHң=m(OAң+OBң+OCң
)ꎬ则实数m=.
笔者估计命题专家的解答是:
由OHң=m(OAң+OBң+OCң
)ꎬ可得AHң=(m-1)OAң+m(OBң+OCң).
再由AHңʅBCң
ꎬ可得AHң BCң=(m-1)OAң BCң+m(OCң+OBң) (OCң-OBң)=(m-1)OAң BCң+m(|OCң|2-OBң|2)
=(m-1)OAң BCң
=0.
所以m=1.
解答错了ꎬ错在哪里?
当OAʅBC时ꎬ由(m-1)OAң BCң
=0ꎬ并不
能得到m=1ꎬ只能得到mɪRꎻ当ΔABC是正三
角形时ꎬ可得OHң=OAң+OBң+OCң
=0ꎬ因而也只能得到mɪR.
建议把题2改述为以下四道题目之一(它们的答案均是1):
(1)已知ΔABC的外接圆的圆心为Oꎬ两条边上
高的交点为H.若对于任意的ΔABCꎬOHң=m(OAң
+OBң+OCң
)恒成立ꎬ则实数m=ꎻ(2)已知ΔABC不是正三角形ꎬ其外接圆的圆心
为Oꎬ两条边上高的交点为H.若OHң=m(OAң+OBң
+OCң
)ꎬ则实数m=ꎻ(3)已知ΔABC的外心O与垂心H不重合ꎬ若OHң=m(OAң+OBң+OCң
)ꎬ则实数m=ꎻ(4)若ΔABC的外心O与垂心H不重合ꎬ则当
实数m=时ꎬOHң=m(OAң+OBң+OCң
).
下面再分析几道有瑕疵的高考题.
题3㊀(2022年高考全国乙卷理科第11题)双曲线C的两个焦点为F1ꎬF2ꎬ以C的实轴为直径的圆记为Dꎬ过F1作D的切线与C交于MꎬN两点ꎬ且cosøF1NF2=


ꎬ则C的离心率为(㊀㊀).A.
52㊀㊀B.3

㊀㊀C.13

㊀㊀D.
17

解法1㊀可不妨设F1(-cꎬ0)ꎬF2(cꎬ0)分别是
双曲线C:x2a2-y2
b2=1(a>b>0)的左㊁右焦点ꎬ过左
焦点F1作圆D:x2
+y2
=a2
的切线ꎬ切点为Pꎬ连接
OP(O是坐标原点)ꎬ则OPʅMN.包括图1与图2两种情况:
可得OP=aꎬOF1=cꎬF1P=b.作F2Qʊ
OP交MN于点Qꎬ则F2QʅMNꎬF2Q=2OP=
2aꎬQF1=2F1P=2b.
图1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图2
(1)如图1所示ꎬ两个交点MꎬN均在双曲线C的左支上.
由cosøF1NF2=3
5ꎬ可求得NF2=52
aꎬNQ=
32a.所以NF1=NQ-QF1=32
a-2bꎬNF2=NF1+2a=


a-2b.再由NF2
=5

aꎬ可得a=2b.所以双曲线C的离心率e=
1+baæèçöø
÷2=52.
(2)如图2所示ꎬ两个交点MꎬN分别在双曲线C的左支㊁右支上.
由cosøF1NF2=3

ꎬ可求得NF2
=52
aꎬNQ=
32a.所以NF1=NQ+QF1=32
a+2bꎬNF2=NF1-2a=2b-1

a.再由NF2=5

aꎬ可得3a=2b.所以双曲线C的离心率e=
1+baæèçöø
÷2
=132.
解法2㊀(1)如图1所示ꎬ两个交点MꎬN均在
双曲线C的左支上.
可得OPʅNF1ꎬOP=aꎬOF1=cꎬPF1=b.设øF1NF2=αꎬøF2F1N=βꎬ由cosøF1NF2=3

即cosα=
35ꎬ可得sinα=45ꎬsinβ=acꎬcosβ=-bc
.在әF2F1N中ꎬ可得sinøF1F2N=sinπ-α-β()=sinα+β()=sinαcosβ+cosαsinβ=4

ˑ-bcæèçöø÷+35
ˑac=3a-4b5c.
在әF2F1N中ꎬ由正弦定理可得
NF2sinβ=NF1sinøF1F2N=2csinα=5c

.所以NF1=
5c2sinøF1F2N=5c2ˑ3a-4b5c
=3a-4b2ꎬNF2=5c2sinβ=5c2ˑac=5a2.再由双曲线的定义ꎬ可得NF2-NF1=
5a


3a-4b
2=a+2b=2a.即a=2b.所以双曲线C的离心率e=
1+baæèçöø
÷2=52.
(2)如图2所示ꎬ两个交点MꎬN分别在双曲线C的左支㊁右支上.
可得OPʅNF1ꎬOP=aꎬOF1=cꎬPF1=b.
设øF1NF2=αꎬøF2F1N=βꎬ由cosøF1NF2=
35即cosα=35ꎬ可得sinα=45ꎬsinβ=acꎬcosβ=b

.在әF2F1N中ꎬ可得
sinøF1F2N=sinπ-α-β()=sinα+β()=sinαcosβ+cosαsinβ=
45ˑbc+35ˑac=3a+4b5c
.在әF2F1N中ꎬ由正弦定理可得
NF2sinβ=NF1sinøF1F2N=2csinα=5c

.所以NF1=
5c2sinøF1F2N=5c2ˑ3a+4b
5c
=3a+4b2ꎬNF2=5
c2sinβ=5c2ˑac=5a2
.
再由双曲线的定义ꎬ可得NF1-
NF2=
3a+4b2-5a

=2b-a=2a.即3a=2b.所以双曲线C的离心率e=
1+baæèçöø
÷2
=132.
注㊀得到的结果是所求双曲线C的离心率为52或132
ꎬ与本题是单选题不符.建议把本题的题干改述为:
已知双曲线C的两个焦点分别为F1ꎬF2ꎬ以双
曲线C的实轴为直径的圆记为Dꎬ过焦点F1作圆D的切线与双曲线C的两支分别交于点MꎬN.若
cosøF1NF2=


ꎬ则双曲线C的离心率为(㊀㊀).A.
52㊀㊀B.3

㊀㊀C.13

㊀㊀D.172
题4㊀(2009年高考全国Ⅱ卷理科第14题)设等差数列an{}的前n项和为Snꎬ若a5=5a3ꎬ则S9
S5
=.
解析㊀由{an}为等差数列ꎬ可得S9S5=9a5
5a3
=9.商榷㊀题4有不严谨之处:当an=0(nɪN∗)时ꎬ满足题设但不满足结论.
把题4中的 等差数列 改为 各项不全为0的
等差数列 即可(改动后答案不变).
题5㊀(2017年高考上海卷第6题)设双曲线x29-y2
b2
=1(b>0)的焦点为F1ꎬF2ꎬP为该双曲线上的一点.若|PF1|=5ꎬ则|PF2|=
.
解析㊀由双曲线的定义ꎬ可得||PF1|-|PF2||=|5-|PF2||=6ꎬ得|PF2|=11.
商榷㊀我们先证明结论 双曲线x2a2-y2

2=1(a
>0ꎬb>0ꎬc=
a2+b2)左支上任一点P到左焦点
F的距离PF的取值范围是[c-aꎬ+ɕ)ꎬ右支上任一点Q到左焦点F的距离QF的取值范围是[c+aꎬ+ɕ) .
设点P(xꎬy)(xɤ-a)ꎬ可得PF

=(x+c)2
+y2
=(x+c)2
+b2x2a2-b2
=c2a2x+a2cæèçöø÷2.由xɤ-aꎬ可得PF的取值范围是[c-aꎬ+ɕ).同理可证ꎬQF的取值范围是[c+aꎬ+ɕ).建议把题5中的 焦点为 改为 两个焦点分别为 .
接下来ꎬ解答该题时ꎬ可不妨设F1ꎬF2分别是双
曲线的左㊁右焦点ꎬ由证得的结论可得|PF1|=5ȡ9+b2-3ꎬ0<bɤ55ꎬ还可证明当bɪ(0ꎬ55]时ꎬ均满足题意.
因而题目 设双曲线x29-y2

2=1(b>
55)的两
个焦点分别为F1ꎬF2ꎬP为该双曲线上的一点.若|PF1|=5ꎬ则|PF2|=
的答案是 不存在 .
故建议把题5中的 b>0 改为 0<bɤ55 .题6㊀(2006年高考浙江卷第19题)如图3所示ꎬ椭圆x2a2+y2
b2=1(a>b>0)与过点A(2ꎬ0)ꎬ
B(0ꎬ1)的直线有且只有一个公共点Tꎬ且椭圆的
离心率e=
32
.图3
(1)求椭圆方程ꎻ(2)设F1ꎬF2分别为椭圆的左㊁右焦点ꎬ求证:|AT|2=


|AF1| |AF2|.商榷㊀第(1)问的答案是x2

+2y2=1.在本题中
还可得F2(
32ꎬ0)ꎬT(1ꎬ1

)ꎬ所以点T应在点F2的左上方ꎬ所以题6的原图
(即图3)有误ꎬ这会影响考生答题(考生算出正确答案后ꎬ对照图形检验时却以为自己算错了ꎬ会又算一遍ꎬ ).
题7㊀(2010年高考重庆卷理科第20题)已知以原点O为中心ꎬF(5ꎬ0)为右焦点的双曲线C的离心率e=5

.
(1)求双曲线C的标准方程及其渐近线方程ꎻ
(2)如图4所示ꎬ已知过点M(x1ꎬy1)的直线
l1ʒx1x+4y1y=4与过点N(x2ꎬy2)(其中x2ʂx1)的直线l2ʒx2x+4y2y=4的交点E在双曲线C上ꎬ直线MN与两条渐近线分别交于GꎬH两点ꎬ
求әOGH的面积.
图4
解析㊀(1)(过程略)双曲线C的标准方程为
x2
4-y2=1ꎬ其渐近线方程为xʃ2y=0.(2)由 两点确定一直线 可得直线MN的方程
为xEx+4yEy=4.
分别解方程组
xEx+4yEy=4ꎬx-2y=0ꎬ{xEx+4yEy=4ꎬ
x+2y=0ꎬ
{可求得两点G(4xEx+2yEꎬ2
xE+2yE
)ꎬ
H(
-4xEx+2yEꎬ2
xE+2yE).
因为点E在双曲线C上ꎬ所以x2E
-4y2E
=4.
进而可得SәOGH
=12(8x2E-4y2E--8x2
Ex-4y2

)=8x2

-4y2E=8

=2.商榷㊀下面将指出题7的原图(即图4)的错
误:因为点E关于x轴的对称点Eᶄ(xEꎬ-yE)也在双曲线C上ꎬ而双曲线C在点Eᶄ处的切线方程为xEx
4-(-yE)y=-1ꎬ即xEx+4yEy=4ꎬ也即直线MNꎬ所以直线MN与双曲线C应当相切ꎬ而不是相离.
题8㊀(2017年高考北京卷文科㊁理科第8题)根据有关资料ꎬ围棋状态空间复杂度的上限M约为3361ꎬ而可观测宇宙中普通物质的原子总数N约为1080.则下列各数中与M

最接近的是(㊀㊀).(参考数据:lg3ʈ0.48)
A.1033㊀
B.1053㊀
C.1073㊀㊀
D.1093
分析㊀题8中的3361与1080均应看成是准确数(1ˑ1080ꎬ1.0ˑ1080均可认为是近似数ꎬ它们分别精确到1080ꎬ1079)ꎬ也可均看成是精确到1的近似数.而围棋状态空间复杂度的上限M与可观测宇宙中普通物质的原子总数N均为正整数ꎬ所以由Mʈ3361ꎬNʈ1080可得M=3361ꎬN=1080.而事实却是围棋状态空间复杂度的上限M<3361ꎬ可观测宇宙中普通物质的原子总数N<1080.权当这是本题的一点不严谨吧.
下面就按照M=3361ꎬN=1080来求解. 解法1 ㊀由lg


=lgM-lgN=lg3361-lg1080=361ˑlg3-80ʈ361ˑ0.48-80=173.28-80=
93.28ꎬ可得
MNʈ1093.28ꎬ所以M

>1093>1073>1053>1033ꎬ进而可得答案.
对 解法1 的分析㊀若答案是Dꎬ则需证明MN-1073>MN
-1093ꎬ33611080-1073>336110
80-1093
ꎬ3361-10153>3361-10173ꎬ
由3361
>(37 32)40
=(2187 9)40>
(2000 5)40=10160>10153ꎬ可得
3361-10153=3361-10153.
接下来ꎬ还需比较3361与10173的大小.
由lg3ʈ0.48ꎬ可得3361ʈ10173.28ꎬ再由此得出
3361>10173是没有道理的.好比 由2.5ʈ3ꎬ3>2.9ꎬ并不能得出2.5>2.9 是一个道理(由近似值及其精确度只能得出真值的取值范围).由3361>10173.28(它等价于lg3>0.48)可以得出3361>10173ꎬ而由 lg3ʈ0.48 不能得出lg3>0.48.所以 解法1

理由不充分.
根据近似数的理论ꎬ lg3ʈ0.48 的意义就是把lg3(精确到0.01)按照四舍五入法取近似数得到的结果是0.48ꎬ比如2014年高考课标全国Ⅱ卷理科第21(3)题 已知1.4142<2<1.4143ꎬ估计ln2的近似值(精确到0.001) ꎬ答案0.693就是按照四舍五入法取近似数得到的结果.因而ꎬlg3ʈ0.48⇔0.475ɤlg3<0.485.由0.475ɤlg3<0.485⇔171.475ɤ361lg3<175.085⇔10171.475ɤ3361<10175.085可知ꎬ不能比较出3361与10173的大小.
说明按此思路不能继续作答ꎬ得出答案D也是没有道理的.
解法2㊀C.其理由是:
(1)1073<33611080<1093ꎻ
(2)33611080-1073<1093-33611080.
证明如下:
在 解法1 中已严格证得3361>10160ꎬ所以33611080>1080>1073.还可得2401012=(210103)4=1.0244< (1.12)2=1.212<(54)2<53ꎬ即3ˑ240<5ˑ1012.又因为3361=3ˑ(39)40=3ˑ1968340<3ˑ(2ˑ104)40=3ˑ240ˑ10160<5ˑ10172<10173ꎬ所以33611080<1093.所以1073<33611080<1093.得结论(1)成立.前面已证得3361<5ˑ10172ꎬ所以2ˑ3361<10173.所以2ˑ3361<10173+10153.所以33611080-1073<1093-33611080.得结论(2)成立.
对解法2的分析㊀虽然解法2中没有用 (参考数据:lg3ʈ0.48) ꎬ但是 参考数据可不用 是常识.解答2014年高考课标全国Ⅱ卷理科第21(3)题时ꎬ就可不用题设 1.4142<2<1.4143 .早年的高考数学试卷前面写的 参考公式 也不是解题时必须要用的.因此ꎬ解法2正确.
对题8的改编㊀根据有关资料ꎬ围棋状态空间复杂度与3361有关ꎬ可观测宇宙中普通物质的原子总数与1080有关.下列各数中与lg
3361
1080最接近的是(㊀㊀).(参考数据:0.470<lg3<0.478)A.33㊀㊀B.53㊀㊀C.73㊀㊀D.93
解析㊀由0.470<lg3<0.478及lg33611080=361lg3-80ꎬ可得33<53<73<lg33611080<93.再由lg33611080-73>93-lg33611080⇔lg33611080>83⇔361lg3>163及361lg3>361ˑ0.470=169.67>163ꎬ可得lg3361
1080-73>93-lg
3361
1080ꎬ故本题的答案为D.
注㊀由这道改编题及其解法可知ꎬ 已知a㊁b㊁cɪR.若a比c更接近于bꎬ则10a比10c更接近于10b 是假命题(由图5可理解此结论正确).比如ꎬ以上改编题的结论是93比73更接近于lg33611080ꎬ但不能由此得出1093比1073更接近于10lg[3361/1080]即3361
1080ꎬ因为在以上解法2中已严格证得1073比1093更接近于336110
80
.
图5
参考文献:
[1]甘志国.对一道联考题的完整解答[J].数理化解题研究ꎬ2023(07):2-6.
[责任编辑:李㊀璟]。

相关文档
最新文档