景芳
摘? 要:結(jié)合2021年高考數(shù)學(xué)試卷,對(duì)集合、常用邏輯用語(yǔ)、復(fù)數(shù)的試題進(jìn)行求解與分析,把握考點(diǎn)、題量、題型及難易程度,優(yōu)化解題策略,提供解題指導(dǎo)和備考建議.
關(guān)鍵詞:集合;常用邏輯用語(yǔ);復(fù)數(shù);解題分析;復(fù)習(xí)建議
集合、常用邏輯用語(yǔ)、復(fù)數(shù)在高考中的考查重點(diǎn)是基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本運(yùn)算,絕大部分屬于基礎(chǔ)題,是高考中的重要得分點(diǎn). 集合和簡(jiǎn)易邏輯是初、高中數(shù)學(xué)思維和方法銜接的重要載體,貫穿高中數(shù)學(xué)始終,是學(xué)生掌握較熟練的一部分內(nèi)容. 但很多試題以集合和邏輯作為輔助性語(yǔ)言表達(dá),考查數(shù)學(xué)理解,綜合性較強(qiáng). 復(fù)數(shù)是高中數(shù)系擴(kuò)充的新內(nèi)容,內(nèi)容基礎(chǔ)、相對(duì)獨(dú)立,試題較穩(wěn)定.
本文對(duì)2021年高考數(shù)學(xué)試卷中相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析,從中歸納出該專題內(nèi)容的試題特征、解題策略和思想方法,以提高高考復(fù)習(xí)的有效性.
一、試題分析
2021年高考對(duì)集合、常用邏輯用語(yǔ)、復(fù)數(shù)的考查,注重基礎(chǔ)考查、突出能力立意、著眼核心素養(yǎng).
1. 基礎(chǔ)知識(shí)集中考查
集合運(yùn)算、復(fù)數(shù)運(yùn)算每卷必考,試題的位置主要在選擇題、填空題前三題,延續(xù)了一貫的特點(diǎn),緊扣基礎(chǔ)、直接明了、簡(jiǎn)單易解. 因此,在復(fù)習(xí)中應(yīng)注重集合與復(fù)數(shù)的基礎(chǔ)運(yùn)算和基本概念;淡化復(fù)雜的技巧運(yùn)算,強(qiáng)調(diào)數(shù)的運(yùn)算,重視常規(guī)運(yùn)算和通性、通法,借助Venn圖、數(shù)軸等工具熟練解決數(shù)集的交、并、補(bǔ)運(yùn)算;熟練掌握復(fù)數(shù)的加、減、乘、除、共軛、模的運(yùn)算及復(fù)數(shù)的幾何意義. 常用邏輯用語(yǔ)的基礎(chǔ)知識(shí)主要包含四種命題的關(guān)系及其真假的判斷,充分條件和必要條件的判斷,含有簡(jiǎn)單的邏輯聯(lián)結(jié)詞的命題的真假判斷. 強(qiáng)調(diào)對(duì)邏輯用語(yǔ)的理解、領(lǐng)悟,掌握轉(zhuǎn)化和化歸的思想方法.
2. 突出能力立意,著眼核心素養(yǎng)
常用邏輯用語(yǔ)和集合是數(shù)學(xué)語(yǔ)言的組成部分,是數(shù)學(xué)抽象的載體,試題中作為輔助語(yǔ)言時(shí),除了考查對(duì)集合、邏輯用語(yǔ)的理解、領(lǐng)悟外,還需要以其他知識(shí)為載體,重點(diǎn)考查學(xué)生的數(shù)學(xué)推理能力、轉(zhuǎn)化與化歸能力和綜合應(yīng)用能力,具有一定的難度. 對(duì)這方面的考查各份試卷在內(nèi)容、難度、題量上都有較大差異. 例如,全國(guó)新高考Ⅰ卷、全國(guó)甲卷(文科)沒(méi)有考查常用邏輯用語(yǔ).
二、解法分析
1. 集合
(1)集合的基本運(yùn)算.
在2021年高考數(shù)學(xué)試卷中,集合的基本運(yùn)算集中考查的是數(shù)集的基本運(yùn)算,集合的表示形式有列舉法和描述法,相對(duì)簡(jiǎn)單. 運(yùn)算為求集合交集、并集的獨(dú)立運(yùn)算,以及求集合的交集、并集、補(bǔ)集的混合運(yùn)算.
例1 (全國(guó)新高考Ⅰ卷·1)設(shè)集合[A=x-2<x<4,][B=2,3,4,5],則[A?B]等于(? ? ).
(A)[2] (B)[2,3]
(C)[3,4] (D)[2,3,4]
分析:先在數(shù)軸上表示出集合[A],再根據(jù)集合[B],尋找公共部分,從而得到集合的交集. 也可以利用交集的要求,先列舉集合[A]中的正整數(shù),再利用Venn圖求出[A,B]的公共元素. 還可以利用元素與集合的關(guān)系,根據(jù)選項(xiàng)排除得到答案.
解法1:利用數(shù)軸,根據(jù)交集的定義,得[A?B=][2,3].
解法2:集合[A]的元素中,正整數(shù)為1,2,3,利用Venn圖得[A?B=2,3].
解法3:根據(jù)交集的定義,[A?B]中的元素即屬于[A],也屬于[B],所以判斷4不屬于[A],排除選項(xiàng)C,D;再根據(jù)3既屬于[A]又屬于[B],確定答案選B.
【評(píng)析】該題主要考查集合的運(yùn)算:若集合中的元素是離散的,常用Venn圖來(lái)求解;若集合中的元素是連續(xù)的實(shí)數(shù),則用數(shù)軸表示. 需要特別注意區(qū)間端點(diǎn)是否可以取到. 離散與連續(xù)的相互運(yùn)算,要關(guān)注運(yùn)算特征:如果求集合的交集,則結(jié)果一定是離散的,可以用列舉法,也可以根據(jù)元素與集合的關(guān)系用特殊值排除法;如果求集合的并集與補(bǔ)集,用數(shù)軸求解.
數(shù)集的運(yùn)算是2021年高考集合試題的重點(diǎn),以下為相關(guān)試題.
(全國(guó)甲卷·理1)設(shè)集合[M=x0<x<4,][N=x13≤x≤5],則[M?N]等于(? ? ).
(A)[x0<x≤13] (B)[x13≤x<4]
(C)[x4≤x<5] (D)[x0<x≤5]
(全國(guó)甲卷·文1)設(shè)集合[M=1,3,5,7,9,][N=x2x>7],則[M?N]等于(? ? ).
(A)[7,9] (B)[5,7,9]
(C)[3,5,7,9] (D)[1,3,5,7,9]
(浙江卷·1)設(shè)集合[A=xx≥1,B=x-1<x<2,] 則[A?B]等于(? ? ).
(A)[xx>-1] (B)[xx≥1]
(C)[x-1<x<1] (D)[x1≤x<2]
(上海卷·2)已知[A=x2x≤1,B=-1,0,1,] 則[A?B]等于? ? ? .
(北京卷·1)已知集合[A=x-1<x<1,B=][x0≤x≤2],則[A?B]等于(? ? ).
(A)[x-1<x<2] (B)[x-1<x≤2]
(C)[x0≤x<1] (D)[x0≤x≤2]
例2 (天津卷·1)設(shè)集合[A=-1,0,1,B=][1,3,5,C=0,2,4],則[A?B?C]等于(? ? ).
(A)[0] (B)[0,1,3,5]
(C)[0,1,2,4] (D)[0,2,3,4]
分析:利用Venn圖,根據(jù)集合混合運(yùn)算的順序求解.
解法1:根據(jù)Venn圖,解得[A?B=1],再求得[A?B?C=0,1,2,4].
解法2:根據(jù)混合運(yùn)算律[A?B?C=A?C?][B?C]. 先求[A?C=-1,0,1,2,4],再求[B?C=][0,1,2,3,4,5],解得[A?B?C=A?C?B?C=][0,1,2,4].
解法3:利用元素與集合的關(guān)系,先排除選項(xiàng)A,B,再根據(jù)元素3排除選項(xiàng)D.
【評(píng)析】2021年高考共有3份試卷考查了集合的混合運(yùn)算,均是表示形式為列舉法的數(shù)集的混合運(yùn)算,結(jié)構(gòu)和類型簡(jiǎn)潔,運(yùn)算方便. 正確利用運(yùn)算律、Venn圖及元素與集合的關(guān)系即可解題.
集合混合運(yùn)算的相關(guān)試題還有以下幾道.
(全國(guó)新高考Ⅱ卷·2)若全集[U=][1,2,3,4,5,6,A=1,3,6,B=2,3,4],則[A??UB]等于(? ? ).
(A)[3] (B)[1,6]
(C)[5,6] (D)[1,3]
(全國(guó)乙卷·文1)已知全集[U=1,2,3,4,5,] 集合[M=1,2,N=3,4,] 則[?UM?N]等于(? ? ).
(A)[5] (B)[1,2]
(C)[3,4] (D)[1,2,3,4]
(2)集合的概念與表示、集合間的基本關(guān)系.
集合的概念與表示、元素與集合的關(guān)系、集合間的基本關(guān)系與其他知識(shí)融合在一起考查,體現(xiàn)的是集合的語(yǔ)言功能,重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)集合的理解,以及學(xué)生的綜合應(yīng)用能力.
例3 (全國(guó)乙卷·理3)已知集合[S=ss=2n+1,n∈Z,][T=tt=4n+1,n∈Z],則[S?T]為(? ? ).
(A)[?] (B)[S] (C)[T] (D)[Z]
分析:分析集合[S,T]中的元素,根據(jù)元素得到[T?S]且[T≠S],由此可以得出結(jié)論.
解法1:分析描述的關(guān)系式,利用同構(gòu)法把集合[T]中的關(guān)系式改寫(xiě)成[t=4n+1=2?2n+1],其中[n∈Z],因?yàn)閇2n]是偶數(shù),偶數(shù)集是整數(shù)集的真子集,所以[T?S]且[T≠S].
解法2:利用數(shù)軸,有規(guī)律地找出集合中的元素,得到[T?S]且[T≠S].
解法3:根據(jù)元素與集合的關(guān)系,利用3,0兩個(gè)集合元素排除選項(xiàng)B,D,利用集合元素5進(jìn)行特殊值檢驗(yàn),確定選項(xiàng)C.
【評(píng)析】該題重點(diǎn)考查元素與集合的關(guān)系、集合間的關(guān)系及基本運(yùn)算,難點(diǎn)是要理解集合的元素. 無(wú)窮離散數(shù)集要嘗試尋找規(guī)律,化繁為簡(jiǎn).
常見(jiàn)典型錯(cuò)誤:對(duì)集合元素本質(zhì)理解不到位;忽視了集合中不等式端點(diǎn)取舍等限制條件;畫(huà)圖不準(zhǔn)確;混合運(yùn)算順序打亂.
2. 復(fù)數(shù)
復(fù)數(shù)每卷必考,重點(diǎn)考查復(fù)數(shù)的基本概念和基本運(yùn)算,少部分試題涉及復(fù)數(shù)的相等、幾何意義,位于選擇題和填空題的前兩道題,難度低. 學(xué)生需要了解復(fù)數(shù)、共軛復(fù)數(shù)的概念,理解復(fù)數(shù)相等的條件、復(fù)數(shù)的加、減、乘、除運(yùn)算.
例4 (全國(guó)甲卷·文 / 理3)已知[1-i2z=3+2i,]則[z]等于(? ? ).
(A)[-1-32i] (B)[-1+32i]
(C)[-32+i] (D)[-32-i]
分析:先利用復(fù)數(shù)的乘法和除法運(yùn)算求出[z],再化簡(jiǎn)整理成復(fù)數(shù)的代數(shù)形式.
解法1:設(shè)[z=a+bi].
因?yàn)閇1-i2=-2i],
所以[1-i2z=-2ia+bi=2b-2ai=3+2i].
根據(jù)復(fù)數(shù)相等的條件,實(shí)部和實(shí)部相等、虛部和虛部相等,解得[b=32,a=-1].
所以[z=-1+32i].
解法2:[1-i2z=-2iz=3+2i],
[z=3+2i-2i=3+2ii-2ii=-2+3i2=-1+32i].
【評(píng)析】該題考查的是復(fù)數(shù)的代數(shù)形式運(yùn)算. 重點(diǎn)是要理解[i2=-1],了解復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則——乘法遵循多項(xiàng)式的乘法運(yùn)算法則;加、減法遵循實(shí)部、虛部合并同類項(xiàng)法則;除法遵循分母實(shí)數(shù)化法則. 也可以把除法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為乘法運(yùn)算的逆運(yùn)算,減法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法的逆運(yùn)算.
以下為2021年高考數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)的運(yùn)算的相關(guān)試題.
(全國(guó)乙卷·理1)設(shè)[2z+z+3z-z=4+6i],則[z]等于(? ? ).
(A)[1-2i] (B)[1+2i]
(C)[1+i] (D)[1-i]
(全國(guó)乙卷·文2)設(shè)[iz=4+3i],則[z]等于(? ? ).
(A)[-3-4i] (B)[-3+4i]
(C)[3-4i] (D)[3+4i]
(全國(guó)新高考Ⅰ卷·2)已知[z=2-i],則[zz+i]等于(? ? ).
(A)[6-2i] (B)[4-2i]
(C)[6+2i] (D)[4+2i]
(浙江卷·2)已知[a∈R, 1+aii=3+i]([i]為虛數(shù)單位),則[a]等于(? ? ).
(A)-1 (B)1 (C)-3 (D)3
(北京卷·2)若復(fù)數(shù)[z]滿足[1-iz=2],則[z]等于(? ? ).
(A)[-1-i] (B)[-1+i]
(C)[1-i] (D)[1+i]
(上海卷·1)已知[z1=1+i,z2=2+3i],則[z1+z2]等于? ? ? .
(天津卷·10)[i]是虛數(shù)單位,復(fù)數(shù)[9+2i2+i]等于? ? ? ? ?.
(全國(guó)新高考Ⅱ卷·1)復(fù)數(shù)[2-i1-3i]在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)所在的象限為(? ? ).
(A)第一象限 (B)第二象限
(C)第三象限 (D)第四象限
常見(jiàn)典型錯(cuò)誤:對(duì)虛數(shù)單位的理解不到位;對(duì)復(fù)數(shù)的乘除運(yùn)算、加減運(yùn)算的轉(zhuǎn)化與化歸不熟練;對(duì)共軛復(fù)數(shù)理解不透徹.
3. 常用邏輯用語(yǔ)
2021年的高考數(shù)學(xué)中的常用邏輯用語(yǔ)試題在各份試卷中的難易程度、題量、位置有較大差異,試題考查的內(nèi)容主要有充分條件、必要條件和充要條件的判斷,充分性、必要性的證明;命題真假的判斷及“或”“且”“非”聯(lián)結(jié)的兩個(gè)簡(jiǎn)單命題構(gòu)成的復(fù)合命題的真假的判斷;存在量詞、全稱量詞表述的數(shù)學(xué)問(wèn)題推理和求解. 這部分內(nèi)容常涉及與其他章節(jié)知識(shí)的綜合,學(xué)生需要理解邏輯用語(yǔ)的意義,并把握各知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,融會(huì)貫通,靈活運(yùn)用轉(zhuǎn)化與化歸的思想方法處理問(wèn)題.
(1)命題.
例5 (全國(guó)乙卷·文 / 理3)已知命題[p:?x∈R,][sinx<1];命題[q:?x∈R,ex≥1],則下列命題中為真命題的是(? ? ).
(A)[p∧q] (B)[?p∧q]
(C)[p∧?q] (D)[?p∨q]
分析:先判斷命題[p,q]的真假,再根據(jù)簡(jiǎn)單邏輯聯(lián)結(jié)詞“或”“且”“非”的意義判斷復(fù)合命題的真假.
解:命題[p:?x∈R,sinx<1],只要舉出例子使這個(gè)三角不等式成立即可,如[sin0=0<1],所以命題[p]是真命題.
命題[q:?x∈R,][ex≥1],需要從任意的[x∈R]開(kāi)始進(jìn)行推理,由于[y=ex]在[R]上為增函數(shù),[x≥0],所以[ex≥e0=1]. 所以命題[q]為真命題.
所以[p∧q]為真命題,[?p∧q、p∧?q、?p∨q]為假命題.
(2)充分條件和必要條件.
充分性和必要性的理解、充分條件和必要條件的判斷是高考考查的熱點(diǎn)之一. 判斷充分條件、必要條件常用的方法有三種. 一是從定義入手,從命題的角度看:“若[p],則[q]”是真命題, 則[p]是[q]的充分條件,[q]是[p]的必要條件;“若[p],則[q]”是真命題,且“若[q],則[p]”是假命題,則[p]是[q]的充分不必要條件,[q]是[p]的必要不充分條件;“若[p],則[q]”“若[q],則[p]”都是真命題,則[p]是[q]的充要條件;“若[p],則[q]”“若[q],則[p]”都是假命題,則[p]是[q]的既不充分也不必要條件. 二是利用命題間的推導(dǎo)推出關(guān)系. 三是若命題可以轉(zhuǎn)化為集合,利用對(duì)應(yīng)的集合之間的關(guān)系進(jìn)行判斷. [p]對(duì)應(yīng)的集合為[A,q]對(duì)應(yīng)的集合為[B],若[A]是[B]的真子集,則[p]是[q]的充分不必要條件;若[A=B],則[p]是[q]的充要條件.
例6 (浙江卷·3)已知非零向量[a,b,c],則[“a?c=b?c”]是[“a=b”]的(? ? ).
(A)充分不必要條件
(B)必要不充分條件
(C)充分必要條件
(D)既不充分也不必要條件
分析:根據(jù)兩者之間的推導(dǎo)關(guān)系可得兩者之間的條件關(guān)系.
解:若[a ? c=b ? c,] 利用向量數(shù)量積運(yùn)算得[a-b ? c=0],可舉反例,若[c=0]時(shí)推不出[a=b];反之若[a=b],則[a ? c=b ? c]必成立. 故[“a ? c=b ? c”]是[“a=b”]的必要不充分條件.
【評(píng)析】該題以向量的數(shù)量積運(yùn)算為背景,考查學(xué)生對(duì)數(shù)量積運(yùn)算的掌握情況,以及對(duì)必要條件、充分條件意義的理解.
例7 (天津卷·2)已知[a∈R],則“[a>6]”是“[a2>36]”的(? ? ).
(A)充分不必要條件
(B)必要不充分條件
(C)充要條件
(D)既不充分也不必要條件
分析:可以利用命題間的推導(dǎo),也可以利用對(duì)應(yīng)集合的關(guān)系進(jìn)行判斷.
解法1:若[a>6],利用平方運(yùn)算的性質(zhì),得[a2>36]成立;反之,當(dāng)[a=-10]時(shí),[a2>36]但[a>6]并不成立. 所以[a>6]是[a2>36]的充分不必要條件.
解法2:因?yàn)閇a>6]對(duì)應(yīng)的集合[aa>6]是[a2>36]對(duì)應(yīng)的集合[aa<-6或a>6]的真子集,所以[a>6]是[a2>36]的充分不必要條件.
【評(píng)析】該題轉(zhuǎn)化為數(shù)集,利用集合之間的關(guān)系判斷較為直觀.
例8 (上海卷·21)若對(duì)任意[x1,x2∈R,] 當(dāng)[x1-x2∈S]時(shí),都有[fx1-fx2∈S,] 則稱[fx]是[S]關(guān)聯(lián)的.
(1)判斷并證明[fx=2x-1]是否是[0,+∞]關(guān)聯(lián)的,是否是[0,1]關(guān)聯(lián)的;
(2)[fx]是[3]關(guān)聯(lián)的,當(dāng)[x∈0,3]時(shí)[fx=x2-][2x],解不等式[2≤fx≤3];
(3)證明“[fx]是[1]關(guān)聯(lián)的,且是[0,+∞]關(guān)聯(lián)的”當(dāng)且僅當(dāng)“[fx]是[1,2]關(guān)聯(lián)的”.
分析:第(3)小題需要從充分性和必要性兩方面來(lái)論證,“當(dāng)且僅當(dāng)”也就是等價(jià)關(guān)系也就是充分必要.
(1)略;
(2)略;
(3)證明:充分性:因?yàn)閇fx]是[1]關(guān)聯(lián)的,
所以對(duì)任意的[x∈R],[fx-fx-1=1].
設(shè)[x1-x2∈1,2],即[1≤x1-x2≤2].
則[fx1-fx2=fx1-1+1-fx2=fx1-1-fx2+1.]
因?yàn)閇fx]是[0,+∞]關(guān)聯(lián)的,
所以[fx1-1-][fx2≥0].
所以[fx1-fx2≥1].
同理,[fx1-fx2=fx1-2+2-fx2=fx1-2-]
[fx2+2≤2].
必要性 :因?yàn)閇fx]是[1,2]關(guān)聯(lián)的,
所以[1≤fx+1-fx≤2,1≤fx+2-fx+1≤2,1≤fx+2-fx≤2.]
由此可得[fx+1-fx=1].
所以[fx]是[1]關(guān)聯(lián)的.
若[x1-x2≥0],則總存在[k∈N],使得[k≤x1-x2≤k+1].
[fx1-fx2=fx1-1+1-fx2=fx1-1+1-fx2=]
[fx1-2+1+1-fx2=fx1-2+2-fx2=…=fx1-k+1+]
[k-1-fx2],
因?yàn)閇1≤x1-k+1-x2≤2],
所以[1≤fx1-k+1-fx2≤2].
所以[k≤fx1-fx2≤k+1].
所以[fx1-fx2≥0].
所以[fx]是[0,+∞]關(guān)聯(lián)的.
所以[“fx]是[1]關(guān)聯(lián)的,且是[0,+∞]關(guān)聯(lián)的”當(dāng)且僅當(dāng)[“fx]是[1,2]關(guān)聯(lián)的”.
【評(píng)析】該題是以集合為背景的新定義問(wèn)題,合理利用新定義問(wèn)題的有關(guān)性質(zhì)是破解新定義型問(wèn)題的關(guān)鍵. 該題的關(guān)鍵是當(dāng)自變量的差是集合元素時(shí),對(duì)應(yīng)因變量的差也是集合元素. 利用這一定義的路徑,去嘗試判斷和證明問(wèn)題. 該題以邏輯用語(yǔ)“當(dāng)且僅當(dāng)”作為輔助語(yǔ)言,需要從充分性、必要性兩方面進(jìn)行數(shù)學(xué)推理論證.考查學(xué)生數(shù)學(xué)表達(dá)的能力、數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理等核心素養(yǎng),有一定的難度. 學(xué)生平時(shí)需要注重?cái)?shù)學(xué)表達(dá)的嚴(yán)謹(jǐn)性和規(guī)范性. 該題也可以利用圖象,通過(guò)數(shù)形結(jié)合進(jìn)行論證. 上海卷第12題、第20題中的邏輯用語(yǔ)“有且只有”都需要從必要性和充分性兩個(gè)方面思考、論證、推理.
三、試題解法欣賞
例9 (全國(guó)甲卷·理7)等比數(shù)列[an]的公比為[q],前[n]項(xiàng)和為[Sn],設(shè)甲:[q>0],乙:[Sn]是遞增數(shù)列,則(? ? ).
(A)甲是乙的充分條件但不是必要條件
(B)甲是乙的必要條件但不是充分條件
(C)甲是乙的充要條件
(D)甲既不是乙的充分條件也不是乙的必要條件
解法1:當(dāng)數(shù)列[an=-2n]時(shí),滿足[q>0],但是[Sn]不是遞增數(shù)列,所以甲不是乙的充分條件.
若[Sn]是遞增數(shù)列,則必有[an>0]成立,若[q<0,]則會(huì)出現(xiàn)一正一負(fù)的情況,是矛盾的,則[q>0]成立,所以甲是乙的必要條件.所以甲是乙的必要不充分條件.
解法2:因?yàn)閇Sn+1-Sn=an+1=a1qn>0]的等價(jià)條件是[a1,qa1>0,q>0]. 因?yàn)閇a1,qa1>0,q>0]是[a1,qq>0]的真子集,所以甲是乙的必要不充分條件.
【評(píng)析】數(shù)列是特殊的函數(shù),利用函數(shù)的方法判斷數(shù)列的單調(diào)性有助于對(duì)問(wèn)題的全面理解和把握,函數(shù)思想是解決數(shù)列問(wèn)題(尤其是與性質(zhì)有關(guān)的問(wèn)題)的有效策略.
例10 (全國(guó)新高考Ⅱ卷·11)已知直線[l:ax+][by-r2=0 r>0]與圓[x2+y2=r2],點(diǎn)[Aa,b],則下列說(shuō)法正確的是(? ? ).
(A)若點(diǎn)[A]在圓[C]上,則直線[l]與圓[C]相切
(B)若點(diǎn)[A]在圓[C]內(nèi),則直線[l]與圓[C]相離
(C)若點(diǎn)[A]在圓[C]外,則直線[l]與圓[C]相離
(D)若點(diǎn)[A]在直線[l]上,則直線[l]與圓[C]相切
解法1:利用點(diǎn)到直線的距離公式,判斷直線與圓的位置關(guān)系,圓心到直線[l]的距離[d=r2a2+b2].
若點(diǎn)[A]在圓上,則[a2+b2=r.] 則[d=r.] 所以直線[l]與圓相切;
若點(diǎn)[A]在圓內(nèi),則[a2+b2<r.] 則[d>r.] 所以直線[l]與圓相離;
若點(diǎn)[A]在圓外,則[a2+b2>r.] 則[d<r.] 所以直線[l]與圓相交;
若點(diǎn)[A]在直線上,則[a2+b2=r2.] 則[d=r.] 所以直線[l]與圓相切.
故答案選ABD.
解法2:我們知道[l:ax+][by-r2=0]是點(diǎn)[Aa,b]關(guān)于圓[x2+y2=r2]對(duì)應(yīng)的極線,當(dāng)[Aa,b]在圓[x2+][y2=r2]上時(shí),直線[l]是圓的切線;當(dāng)[Aa,b]在圓外時(shí),直線[l]是點(diǎn)[A]關(guān)于圓的切點(diǎn)弦;當(dāng)[Aa,b]在圓內(nèi)時(shí),直線[l]是點(diǎn)[A]關(guān)于圓的切線交點(diǎn)的軌跡. 這個(gè)幾何意義可以推廣到橢圓、雙曲線、拋物線.
【評(píng)析】該題是判斷命題真假的不定項(xiàng)選擇題,需要學(xué)生從問(wèn)題的本質(zhì)入手,進(jìn)行推理和分析,既可以利用通性、通法求解,也可以利用高觀點(diǎn)的極點(diǎn)極線的幾何性質(zhì)求解,結(jié)論可類比到高中學(xué)習(xí)的橢圓、雙曲線、拋物線,復(fù)習(xí)過(guò)程中要善于歸納、類比和總結(jié).
集合、常用邏輯用語(yǔ)和復(fù)數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的基本概念和基本內(nèi)容,是研究數(shù)學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ)和工具. 通過(guò)對(duì)2021年高考集合、常用邏輯用語(yǔ)、復(fù)數(shù)試題的求解和分析,明確復(fù)習(xí)應(yīng)注重主干知識(shí)與通性、通法,提高學(xué)生的運(yùn)算能力、邏輯思維能力、表達(dá)能力、推理能力. 對(duì)簡(jiǎn)單的集合、復(fù)數(shù)運(yùn)算要做到懂、會(huì)、熟;重視對(duì)定義概念的本質(zhì)、內(nèi)涵、外延的理解和研究路徑的掌握. 理解知識(shí)塊、掌握方法線,激活學(xué)生探索解決問(wèn)題的能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng).
參考文獻(xiàn):
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[3]肖偉華. 2020年高考“集合、常用邏輯用語(yǔ)、復(fù)數(shù)”專題解題分析[J]. 中國(guó)數(shù)學(xué)教育(高中版),2020(9):21-27.