赏析一道新高考压轴题及其解法

来源 :数理化解题研究·高中版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wsykxc1429
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  摘要:2020年,山东、海南率先使用以核心素养为导向的新高考全国卷,2021年,江苏、湖北、福建等8个省市也将加入其中.本文试图通过对一道新高考数学压轴题的研究,从一个侧面了解新高考的命题趋势,推动学生数学关键能力和核心素养在教学中的落实,助力高中育人方式的改革.
  关键词:新高考;导向;压轴题;解法
  中图分类号:G632文献标识码:A 文章编号:1008-0333(2021)28-0040-02
  这是2020年山东省新高考数学填空压轴题,也是一道立体几何中的轨迹问题.题目简短无图,中规中矩,但包含的信息量较大,考查的知识点较多.平淡中还暗藏玄机,有一定的难度,属中档题.
  本题考查直棱柱的结构特征、直线与平面垂直的判定和性质、扇形的弧长公式;考查作图和计算能力、推理论证和空间想象能力;考查数形结合思想、化归转化思想、函数与方程思想等.
  解答此题除了必要的知识储备外,正确作图、准确理解题意也是重要的一环,有些考生把球面与侧面BCC1B1的交线误解成球面与平面BCC1B1的交线,结果前功尽弃.下面给出这道题的四种解法,希望能够起到抛砖引玉的作用.
  解法一利用圆的定义解题
  解法二紧扣球的截面的性质,首先明确球面与平面BCC1B1的交线是球的小圆,小圆圆心是球心D1在平面BCC1B1內的射影,即棱B1C1的中点E,根据小圆半径、球半径以及面心距之间的关系,求出小圆半径,进而解决问题. 此法大道至简、大巧若拙,是最本质的一种解法.
  解法三通过建立平面直角坐标系,根据球面与平面BCC1B1交线上的点所应满足的等量关系,求出交线的方程,进而解决问题,这是几何问题代数化常用的一种方法.
  解法四巧妙地引进向量,利用向量模的性质得到球面与平面BCC1B1交线的方程,此法算是博采了代数和几何的精华,过程简洁明了、曲径通幽.
  上述四种解法各有千秋,又联系紧密,它们都是解决立体几何轨迹问题的常用方法.可以看出,解答这类问题的关键是要善于把空间问题转化为平面问题,再利用平面几何、解析几何以及空间向量等知识求解.
  参考文献:
  [1]黄晓琳.一道高考压轴题的分析与反思[J].数学通报,2020(2):42-45.
  [2]方炫苏.立体几何中的轨迹问题[J].数理化解题研究,2016(28):19-20.
  [责任编辑:李璟]
  作者简介:廖永福(1962-),男,福建省仙游人,本科,中学高级教师,从事高中数学教学研究.
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