1.综上,q的取值范围是(一1,0)U(O,+c×。).问题5到空间不共面的四个点距离相等的平面有个.分析:将这四个点分别记为A、B、C、D,并两两连接组成四面体A-BCD(图1).那么到空间不共面的四个点距离相等的平面可解:如图2,当A与B、C、D在平面两侧时,分别取AB、AC、AD的中点为E、F、G,连接EF、FG、GE,得△EFG,易证△EFG如图3,当A、B与C、D在平面两侧时,分别取AC、BC、BD、AD的中点为E、F、G、H,连接EF、FG、GH、HE,得4l2.一攀孝孝考…一….2013年第3期(上甸)个满足条件的平面,这一类共有3个.综上,满足条件的平面共有7个.问题6(2011年高考数学安徽卷理科第8题)设集合A一{1,2,3,4,5,6},B一{4,5,6,7,8),则满足SA且SnB≠的集合S的个数是().A.57B.56C.49D.8分析:由sA且snB≠得s中至少含有元素4、5、6其中之一,我们无法整体求出S,需要按S中含有1个、2个、3个元素进行划分,利用组合知识分别计数,再整合.这是由问题引起的分类,称为问题型分类.还有如排列组合问题、实际应用问题等.解:由题意得S中至少含有元素4、5、6其中之一.当s中含有元素4、5、6其中的一个时,得S的个数为C(C:+C4-Cj+Cj)一24;当S中含有元素4、5、6其中的两个时,得S的个数为C;(C4-C4-Ci4-Ci)===24;当S中含有元素4、5、6其中的三个时,得S的个数为Ci(C:4-C+Cj4-Cj)一8.(其中C:+C+C;+C;一8为A中元素1、2、3组成的所有集合个数)所以满足条件的集合S的个数为24+24+8—56.答案为B.建构知识:教师引导学生,从六个问题的解答交流中,理解引起分类的原因是整体中的“不定”因素,理解分类就是将整体的“不定”分为局部的“确定”并加以解决;整合就是将每一个局部的解决总合起来,达到整体解决的目的.在理解的基础上总结概括如下:(1)分类与整合的思想.在研究某个数学问题时,将这个问题视为一个整体,然后根据一定的划分标准,将这个整体分为几个部分,先通过对这几个部分问题的解答,再获得原整体性问题的解答.(2)分类与整合的一般步骤:①明确分类对象和对象范围;②合理分类,不遗漏、不重复;③逐类讨论,获取阶段结果;④归纳整合,得出综合结论.(3)分类与整合的类型.概念型;性质型;限制型;参数型;图形型;问题型.这种分类是描述性的,可能有重复和遗漏,无碍解题,不必纠结.训练题A组1.(2012年高考数学江西卷理科第1题)若集合。赫高毒哆贡疆《。A一{一1,1},B一{0,2},则集合{z}—4-y,∈A,y∈B}中的元素的个数为().A.5B.4C.3D.22.(2009年高考数学山东卷理科第14题)若函数厂(z)—“一32一n(a>0,且“≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是.3.函数—log在z∈V2,+C×3)时总有Iyl>1,则a的取值范围是.4.(2012年高考数学天津卷理科第11题)已知集合A一{∈RlIoZ''4-2l<3),集合B==={z∈R(—m)(一2)<0},且AnB一(一1,),则m===,”一‘5.(2012年高考数学广东卷理科第9题)不等式lz4-2I—lz1≤1的解集为.6.已知圆的方程为z。4-y。一25,过点A(一3,一1)的直线z与圆相交所得弦长为8,则直线z的方程为.●,,7.已知椭圆芒4-一1的离心率一,则fltJ的值为.8.已知等比数列{a}的公比为q,前项和为S,若s。一3a。,则q的值为.9.在AABC中,设一(2,3),一(1,是),且△ABC是直角三角形,求k的值.1O.解关于z的不等式“一2(a+1)4-4>0.2.2第2课时:综合运用。突破难点2.1.1设计意图高考对分类与整合思想的考查,主要有含参数的函数性质研究问题、概率问题、含参数的绝对值不等式问题、含参数的轨迹方程讨论问题.难点在于分类的标准的确定、分类后的再分类即连续分类以及求解过程运算复杂且含字母.因此,选择合理的分类以及正确的计算是突破难点的关键.本节课以上述四个方面为选题,采用先练后讲的方法,深度剖析,总结方法,规范解答,帮助学生突破难点.2.2.2教学过程问题1已知“∈R,设关于的不等式I2z—al+Iz4-3l≥2-z+4的解集为A.(I)若&===1,求A;(Ⅱ)若A—R,求a的取值范围.设计意图:绝对值问题是运用分类整合思想求解的典型,也是高考命题新的热点.解决的常用方法是用零点分段,去掉绝对值,分段求解,再整合.第(I)问只要按部就班,即可解决;第(1I)问求绝对值中含有的参数a的取值范围,对考生要求较高.难点在于怎样分类,去掉绝对值的方法很多,但习惯的方法可能陷入泥潭,好的分类可简约解答.笔者建议通过“一Ⅳ|ll■k喜搦温■j‰E%gmH栅雌∞题多解”,展示不同分类方法的差异,促进学生对合理分类的理解和解题方法的优化.(工)分析:由口一1得I2z一1l+Iz+3l≥2z+4,根据绝对值定义,用零点分段法,分三类求解,再整合.解:由n一1得l2z一1I+}+3『≥2+4,令I2x--1I一0得z一寺,令fx+3l一0得一一3.当≤一3时,得一3x一2≥2x+4,解得z≤一号,所以z≤一3;当一3所以一3<≤0;当x~~--4-t。。t,-f,得3x+2≥2x+4,解得z≥2.综上,A:{zlz≤0或z≥2}.(II)分析1:由于无法确定零点和一3的大小,需先讨论和一3的大小,再用零点分段,分段求解,之后整合,最后利用解集为R的条件,求出n的范围.解法1:令I2x--aI===0,得z一詈,令Ilz-4-3I一0,得X一一3.当≤一3,即n≤一6时,按零点分段,分z≤号,号<<一3,z≥一3三种情况求解;当号>一3,即口>一6时,按零点分段,分z≤一3,一3<,z≥a二--种情况求解.还要讨论每一种情况的解与所在范围的关系,最后再整合.可以说太繁琐,很难做下去.分析1:来自习惯,在没有理解题意的情况下草率分类,由于分类的方法不合理,影响了解题.切记解题的关键在审题,特别是新颖题,不能只靠思维定势来处理.分析2:由l2z—I+l+3l≥2+4的解集为R,可先按+3—0的零点分段去掉一个绝对值,再按2+4的零点分段求出满足不等式解集为R的参数n,再整合.解法2:当z≤一3时,得2x+4<0,所以l2z一口I+Iz+3i≥0>2x-4-4成立,此时口∈R;当z>一3时,得l2z—nl+Iz+3l=l2z—nl+z+3≥2x+4,化简得I2z一口l≥z+1.当z≤一1,即一3成立,即12z—nl+fz+31≥2z+4成立,n∈R;当z>一1时,解得z≥口+1或z≤,所以n+1≤一1或a+1≤,解得口≤一2.综上,n的取值范围为。≤一2.分析3:由12z一日I+1+3I≥2+4的解集为R,可先按2x+4的零点分段,再按+3的零点分段,分别求出满足不等式解集为R的参数n,再整合.解法3:当≤一2时,得I2—aJ+『.27+3J≥0≥2x+4成立,Ⅱ∈R;当z>一2时,得I2z一口l+I+31===l2x—nl++3≥2x+4,解得≥n+1或≤,所以n+1≤一2或口+1≤,解得口≤一2.综上,的取值范围为n≤一2.解法2和解法3所用知识为lI、f≤一n,-z<0,Il≥㈢1z≥。,≥0和JzJ≥a甘Ifzx≥ff。R或,a<z≤0,一。,。≥。,其本质是处理绝对值问题所用的两种分类方法.比较可得解法3优于解法2.问题2(2008年高考数学江苏卷第14题)-厂()一ax。一3+1对于z∈[一1,1]总有,(z)≥o成立,则口一.设计意图:以含参数的三次多项式函数为背景,运用分类与整合的思想,利用导数工具研究函数的图象及性质的问题是高考的热点.本题结构简单,意义深刻,集导数、二次函数、不等式的研究为一体,考查学生综合应用数学知识解决问题的能力.试题的解答有两种分类的标准,引导学生从“一题两解”中学习分类标准的确定方法,认识合理分类可简化解题.分析1:口是三次项的系数,可按n一0,口>0,a<0进行分类,分别求出厂(z)在[一1,1]上的最小值If(x)]。,再令If(x)]…≥0求出n,最后整合即可.解法1:由函数f(z)一az。一3x+1得导函数f(z)一3ax一3.当口一0时,厂()一一3x+1,显然z∈[一1,1]时,厂(z)≥0不恒成立,所以n≠0.当a<0时,f()一3ax一3<0,所以f(x)在[一1,1]上单调递减.所以z∈[一1,1]时,If(x)]j一厂(1)一a一2,令n一2≥O,得n≥2.这与n<0矛盾.当n>0时,f()一3ax。一3.当n≤1,即0与a<0时同理,不符合要求.当n>1时,令f(z)一3ax~3—0,得z一±圭(i)当E1—1,一l时,f(z)≥0,所以f()在I一1,一I上单调递增;(ii)当∈(一1,去)时,厂()<。,所以_厂(z)在(一1,去)上单调递减;(iii)当zEl寺,1l~,-j-,f(z)≥0,所以f()在I{,1}上单调递增.所以,’(z)在[一1,1]上的最小值[f(z)]…(去)㈩c,令f(--1)~O.O.即』“(去)3—3去+≥。,解得此种解法的难点在于n>0后的讨论,尤其是当n>1时,求[-f(x)]…需要再对-z按单调区间进行分类,这种分类中的再分类,可称为连续分类,是分类整合的难中之难.突破难点的方法是指导学生把握方向,坚持求出[/’()].,再通过Ef(x)]…≥o去求“分析2:分离参数,将.78E[一l,1]按一0,∈(0,1],E[一1,0)进行分类,分别求出a的范围,再取交集,整合即可.解法2:由E[一1,1]都有-厂(37)≥0成立,得当一0时,得,(O)一1≥0成立,所以aER.当-丁∈(0,1]时,由_厂()≥o得n≥塑.设g(z)一,则gl(z)一__,可得g()在(。,吉]上单调递增,在[专,1]上单调递减,所以[g()]…一g()===4,故a≥4.当EE—l,o)时,由_厂(z)≥o得n≤.设g()===坠,则gt()一,可得g()在[一1,0)上单调递增,所以[g()]…:g-(一1)-----4,故n≤4.综上,得a一4.本题解法整合时应取每项结果的交集,保证z;a矗壹k々∈[一1,1]都有/(-z)≥O成立.分离参数需要知识:若n≥g(z)恒成立,则n≥[g()]…;若口≤g(z)恒成立,则a≤Eg(x)]….比较可得,解法2优于解法1.问题3讨论方程(k+k一2)+志。Y一9(足∈R)所表示的曲线.设计意图:曲线方程中含参数的问题是高考新的热点.题型的设计通常是先求出含参数的曲线方程,再根据参数的变化讨论方程所表示的曲线,最后再研究曲线的性质.解决此类问题需要熟练掌握曲线与方程的关系和严密的逻辑思维,本题的解答亦是如此.分析:根据曲线的标准方程可以判定形状,何种曲线与方程中z和Y的系数为正、为负、为零有关.因此,可采用零点分段法来分类讨论.解:(1)当k+k一2:0时,得k一1或k一一2.若是一1,得Y一±3,曲线为平行于z轴的两条直线.0若忌一一2,得一±昔,曲线为平行于轴的两厶条直线.rk+(2)当k。>Ik+≠2,曲线为椭圆>≠(3)当k一2时,得。+一G-,曲线为圆.(4)当』k…2~-k一2l定/>0曲线为双曲线.(5)当k一0时,曲线不存在.综上,当尼<一2时,曲线为椭圆当k一一2时,曲线为平行于37轴的两条直线;当~2<是<1且是≠0时,曲线为双曲线;当k一0时,曲线不存在;当志一1时,曲线为平行于轴的两条直线;当是>1且是≠2时,曲线为椭圆;当k一2时,曲线为圆.研究这类问题先从简单情形人手,本题先令的系数为零就是如此,再按37和系数同号、异号以及相等、不等分类逐一讨论.整合时可由小到大分类写出结果.问题4(I)用红、黄、蓝、白四种不同颜色的鲜花布置如图4所示的花圃,要求同一区域上用同一种颜色鲜花,相邻区域用不同颜色鲜花,问共有多少种不同的摆放方案?(1I)用红、黄、蓝、白、橙五种不同颜色的鲜花布置如图5所示的花圃,要求同一区域上用同一种颜色鲜花,相邻区域使用不同颜色鲜花.鞲一一是且L>悬或2一<得时c;墨喜0奠一R…①求恰有两个区域用红色鲜花的概率;②记花圃中红色鲜花区域的块数为,求的分布列及其数学期望E().旱昂设计意图:与排列组合有关的概率问题是近年来高考的热点,每年的全国高考几乎有半数以上的试卷都考概率题,解决问题的方法是排列组合和概率知识,其核心是分类与整合思想.本题以花坛图案的选色为背景设计了排列组合问题,概率计算问题及数学期望问题,综合性强、覆盖面广.在解题的过程中,可以复习相关知识,提高应用能力.分析:(I)可以有两种解法:第一种,可由分步计数原理直接求出;第二种,可由分类计数原理,按4种颜色全用和只用3种颜色两类分别计算后,再累加.(Ⅱ)用排列组合先求出基本事件,再求出发生事件,最后求出概率以及含红色鲜花的分布列及数学期望E().(I)解法1:根据分步计数原理,摆放鲜花的不同方案有4×3×2×2—48种.解法2:用4种颜色摆放鲜花的不同方案有4×3×2×1—24种;用3种颜色摆放鲜花的不同方案有CiCA;一4×3×2×1—24种.所以共有48种.解法1用的是分步计数原理,解法2用的是分类计数原理,这是处理排列组合常用的两个基本原理,使用时要分清计数是分步完成的还是分类完成的,不能混淆.(Ⅱ)解:①设M表示事件“恰有两个区域用红色鲜花”.如图6,当区域A、D同色时,共有5×4×3×1×3—180种;当区域A、D不同色时,共有5×4×3×2×2—240种.厂■r]删两类,后用分步计数原理分别求出,再累加.解决这类问题先要弄清是分步计数还是分类计数,其次要分清哪些元素需要先排或哪些位置需要先排.本题的特殊元素为红色,特殊位置为A、D或B、E.②当一0时,按用四种颜色、三种颜色分两类.当用黄、蓝、白、橙四种不同颜色的鲜花布置五块区域时,其中有一种颜色要用两次,有C种,因为相邻区域不同色,所以区域B和E,A和D可以用相同颜色,可以有C种,剩下的三块区域从不同的三种颜色中选有A;种,由分步计数原理得CC!Ai一48种;当用黄、蓝、白、橙中三种不同颜色的鲜花布置五块区域时,先选三种有C:种,后把区域B和E,A和D看成两个整体,加上剩下的一块,共三块,可以有Ai种,由分步计数原理得CAi:==24种.所以不含红色的摆放有48+34—72种,故P(0)一72—6一一‘当==:1时,可按用五种颜色、四种颜色、三种颜色分三类.当用五种颜色时,有Ai一120种;当用四种颜色时,首先从黄、蓝、白、橙中选三种且有一种颜色用两次可有qC种,由区域B和E,A和D可以用相同颜色,可以有C种,剩下共有A;种,所以有CiCC5A;一144种;当用三种颜色时,首先从黄、蓝、白、橙中选两种可有Cj种,由区域B和E,A和D可以用相同颜色,所以有C;种,剩下只有红色一种,所以有C;C一12种.综上,含红色区域一块摆放的有1204-144+12—276种,故P(1)一一嚣·当一2时,由题(1I)①得P(2)=.图6随机变量的分布列为因此,所有基本事件总数为180q-240—420种.又因为A、D为红色时,共有4×3×3—36种;B、E为红色时,共有4×3×3—36种.因此,事件M包含的基本事件有36+36=72种.,79所以P(M)一=.厶U.)J求基本事件时,先用分类计数原理,将基本事件划分为区域A、D同色和区域A、D不同色两类,后用分步计数原理分别求出,再累加.求发生事件,也是先用分类计数原理,将发生事件划分为区域A、D为红色时和区域B、E为红色时O126236P_。一___一_。一353535所以E(一o×+1×瑟+2×嘉一1.排列与组合的综合问题,分类是关键,难点在于不遗漏、不重复.本题的分类是按红花使用区域的多少进行的.分类后的计数,大都采用先选后排的方法.常用的有特殊元素优先、特殊位置优先和排除法三种.(下转第56页)…嫠学爹号2013年第3期(上旬)………㈡驰㈠一~…因为s≥r+1,则①式左端2一2。≥0;又因为①式右端(一1)一2(一1)一3≤0,于是当且仅当S一,-+1,且为不小于4的偶数时,a,a,a成等差数列.(3)由于+一a一2”+2(一1)”≥0,不妨设a,a,a,“成等差数列,其中1≤q4-6/,一“4-a,即2一2一2+2一(一1)+(一1)一(一1)一(一1).②因为②式的左端2一2一2+2≥2一2一2+2q一2一2+2≥2+2。≥4+2—6,右端(一1)。4-(一1)一(~1)一(一1)≤4,所以方程②无解.所以在数列{a}中不存在4项成等差数列.3结束语数学试题的命制,不只是在教学检测环节才需要,与教师平时的教学也是密不可分的.例如,在教学“数列求和”的“裂项求和法”时,如果教学了数列{}的求和方法后,还能够给出求数列{},{),{—14-4-n(n丽前”和的1(”1)(2)/’1+1)(,z+2)(+3)f““问题,可以在锻炼学生思维、开拓学生视野的同时.让学生真正理解裂项求和法.因此,作为教师,研究试题的命(上接第45页)训练题B组1.用3种不同颜色给图7中的3个矩形随机涂色,每个矩形只涂一种颜色,则3个矩形中有且仅有两个矩形颜色相同的概率为.2.如图8,在直三棱柱ABC一ABC中,AClBC,AC一4,BC===CC】一2.若用平行于三棱柱ABC一ABC的某一侧面的平面去截此三棱柱,使能得到的两个几何体能拼接成长方体,则长方体表面积的最小值为.皿图7图83.已知函数,’()一37一兰4-Ⅱ(2—1n)(&>O),上讨论厂()的单调性.4.已知厂()=xlnz,g(x)一一32十&z一3.(I)求函数.厂(z)在[f,+2](f>0)上的最小值;(11)对一切∈(0,+oo),2f(x)≥g(z)恒成立,求实数cz的取值范围;1(Ⅲ)证明:对一切3L"∈(0,4-。。),都有In>÷题方法,不仅可以提高自己的数学命题能力,而且能够更好地培养学生的思维能力,提高课堂教学效率.以上是笔者在高中数学试题命题方面的实践与思考,需要说明的是,其中有不少方法是笔者多年来在学习、借鉴他人研究成果的基础上总结提炼得到的.因时间稍久,恐难一一列出参考文献,在此,向这些作者表示感谢!参考文献:E1]杨英,张蕴禄.数学选择题的利与弊EJ].数学通报,1998(8):8-11.E2]贺贤孝,陈君汉.数学选择题评析[J].数学通报,l999(10):4041.[3]刘广智.数学选择题的测试研究[J].数学通报,1999(11):3334.[-43刘明.也谈“数学选择题的利与弊”[J].数学通报,2000(5):35-36.Es]陈碧芳.数学选择题的利弊有多大——选择题的优点与缺点定量分析[J].数学通报,2000(5):17-18.[6]刘明.对数学选择题难度与区分度关系的研究及思考[J].中学数学月刊,2003(2):67.[7]单鳟.普通高中课程标准实验教科书:数学5[M].南京:江苏教育出版社,2007.[8]单增.普通高中课程标准实验教科书:数学选修2—1[M].南京:江苏教育出版社,2008.‘,~成立.ex5.(2012年高考数学湖北卷理科第2题改编)设A是单位圆.35+一1上的任意一点,z是过点A与.27轴垂直的直线,D是直线Z与37轴的交点,点M在直线l上,且满足lDMl—m1DAI(>0,且m≠1).当点A在圆上运动时,记点M的轨迹为曲线C.求曲线C的方程,判断曲线C为何种圆锥曲线,并求其焦点坐标.6.一个盒子装有六张卡片,上面分别写着如下六个定义域为R的函数:f()一,厂。()一.17,/、。()一z。,()一sin37,f5(o27)=COS,f6(37)一2.(工)现从盒子中任取两张卡片,将卡片上的函数相加得一个新函数,求所得函数是奇函数的概率;(Ⅱ)现从盒子中进行逐一抽取卡片,且每次取出后均不放回,若取到一张记有偶函数的卡片则停止抽取,否则继续进行,求抽取次数的分布列和数学期望.(注:本设计的训练题分为A组和B组,A组以基础题为主,用于对思想方法的理解应用;B组以中档题为主,用于对思想方法的综合应用.训练题答案或解答提示详见中学数学教学参考网站http://www.zhongshucan.corn)