【摘要】作為一道高中數(shù)學聯(lián)賽(一試)原創(chuàng)模擬題,試題除了“科學性、能力性”之外,還要做到“新穎性”、“界定性”、“選拔性”。立意新穎,不為題海戰(zhàn)術開方便之門。界定明確,對一線教練員的教學有導向功能。有效區(qū)分,讓不同層次水平的學生高低立顯。
【關鍵詞】高中數(shù)學聯(lián)賽 新穎性 界定性 選拔性 導向功能
【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2017)24-0106-02
高中數(shù)學聯(lián)賽在即,為方便學生備考。筆者組織了高中數(shù)學聯(lián)賽(一試)模擬題的命制工作,命題組緊扣“科學性、新穎性、選拔性、能力性、界定性”[1]的原則命制試題。筆者也參與了解答題第10題的命制?,F(xiàn)將其命制歷程及解法與各位同仁分享,不到之處敬請各位批評指正。
一、問題呈現(xiàn)
題目(1)已知,求證:
(2)若正數(shù)滿足,求的最小值。
點評:本題綜合考察了不等式的性質、代數(shù)式的恒等變形能力。其中第(1)小問一題多解,可以從代數(shù)式的恒等變形或導數(shù)法等視角進行思考。設問梯度得當,能使不同的數(shù)學競賽者得到他應得的分數(shù),測試效度較好。
二、命制歷程
1.試題立意
根據(jù)雙向細目表的要求,在解答題第10題的位置需要命制一道以不等式為載體的最值問題,題目要求新穎、具備壓軸性,有一定的區(qū)分度,能起到選拔功能。試題要求界定明確,為高中數(shù)學聯(lián)賽(一試)模擬題,命題范圍不得超出中學數(shù)學大綱。
2.試題命制與打磨
命制方案:命題組試圖通過組合法[2-3]命制一道二元函數(shù)最值問題,既堅持與高等數(shù)學的銜接,為學生后續(xù)升入大學學習作鋪墊,又使試題不落俗套,讓數(shù)學競賽者無范本可循,讓試題有一定的新穎性。
(1)多問題重組,形成初稿
復雜生于簡單,第10題的命制從兩個簡單的問題開始。
問題1 已知,求證
問題1的命制思路:筆者注意到,當且僅當取等號。即:;在不等式兩邊同乘以得:,生成問題1。
問題2 已知,求證:
問題2的命制思路:由于,當且僅當取等號。同時注意到二次多項式的判別式小于0,故;則
;故,由此生成問題2。
將問題1與問題2組合形成問題3。
問題3 已知,,求證:
不難發(fā)現(xiàn),問題3中要求證的不等式當且僅當時,取等號。即二元函數(shù)當時,取得最小值。于是想到將“”,即“”作為已知條件,衍生出新的問題,形成初稿。
初稿 若正數(shù)滿足,求的最小值。
(2)考慮界定性原則,改成二稿
命題組預估到本題作為高中數(shù)學聯(lián)賽(一試)模擬題難度偏大,且審題教師解題后給出的幾種參考解法中包括拉格朗日乘數(shù)法,故命題組認為初稿有超出中學數(shù)學大綱范圍之嫌。而高中數(shù)學聯(lián)賽(一試)難度的界定為不得超出中學數(shù)學大綱范圍。初稿可以用作高中數(shù)學聯(lián)賽(二試)試題,其有高等數(shù)學背景,但可以用初等數(shù)學方法來解。如若作為一試試題,區(qū)分度較差,必須給出梯度,層層遞進。故命題組采用“分步設問”的方式,將問題2作為第一問,初稿問題作為第2問,以此降低試題的難度,提高試題的區(qū)分度,形成二稿。
二稿 (1)已知,求證:
(2)若正數(shù)滿足,求的最小值。
三、解法展示
解法1 (1)因為,
則,
從而,當且僅當時,取等號。
(2)由題意得:,由,得 ,即;
,當且僅當取等號;當時,,
又由(1)得,
故
解法2 (1)構造輔助函數(shù),
,令,即:;
亦即:,
又,故,
即原方程解為,
當時,,單調遞減;
當時,,單調遞增。
所以,當時,取得最小值。
故:,即:
(2)下同解法1
解法3 (1)令,
則,,,
故函數(shù)在處的切線方程為:;
故
(2)下同解法1
四、總結
作為一道高中數(shù)學聯(lián)賽(一試)原創(chuàng)模擬題,試題除了“科學性、能力性”之外,還要做到“新穎性”、“界定性”、“選拔性”。立意新穎,不為題海戰(zhàn)術開方便之門。界定明確,對一線教練員的教學有導向功能。有效區(qū)分,讓不同層次水平的學生高低立顯。
參考文獻:
[1]朱華偉.從數(shù)學競賽到競賽數(shù)學[M].北京:科學出版社,2009.
[2]劉蔣巍. 例談試題打磨的九種方法[J]. 文理導航(下旬),2016,(12):98.
[3]劉蔣巍.命題轉換的9種方法在教學中的運用[M].南昌:江西科學技術出版社,2016.