高考数学中的科技型问题分类解析,本文主要内容关键词为:高考数学论文,科技论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
在科学技术迅猛发展的今天,数学作为一门技术,是人类进行科学交流的重要手段,“高科技的核心是数学技术”,因此,高考重视科学探索能力和解决实际问题能力的考查,且考查的重点已逐步定位在阅读理解与数学建模两个方面,此类试题的特点是:背景鲜明,情景新颖,信息量广,阅读量大,科技术语多,思维品位高.本文将对近年来高考中的科技型数学应用题,从阅读理解、数学建模到方法、思路、策略,进行深入浅出的分类解析.
1 网络中的数据运算问题
解此类问题的基本策略是:仔细阅读,冷静思考,把专业术语、图表语言转化成数学语言,抓住揭示数量关系和变化规律的关键词语或范例等,明晰已知和未知间的关系,建立数学模型,从而解决问题.
例1 在研究并行计算的基本算法时,有以下简单模型问题:用计算机求n个不同的数计算开始前,n个数存贮在n台由网络连接的计算机中,每台机器存一个数.计算开始后,在一个单位时间内,每台机器至多到一台其它机器中读数据,并与自己原有数据相加得到新的数据,各台机器可同时完成上述操作.
为了用尽量少的单位时间,使各台机器都得到这n个数的和,需要设计一种读和加的方法,如n=2时,一个单位时间即可完成计算,方法可用下表表示:
(Ⅰ)当n=4时,至少需要多少个单位时间可完成计算?把你设计的方法填入下表:
(Ⅱ)当n=128时,要使所有机器都得到,至少需要多少个单位时间可完成计算?
(结果不要求证明)(2002年北京高考试题)
解析 本题考查的重点是阅读理解.依题意“在一个单位时间内,每台机器至多到一台其它机器中读数据,并与自己原有数据相加得到新的数据,各台机器可同时完成上述操作”.因此,在第一单位时间内,每台机器最多能得到两个数之和,在第二单位时间内,每台机器最多能得到4个数之和,在第三单位时间内,每台机器最多能得到8个数之和,……,依次类推,在第n单位时间内,每台机器最多能得到2[n]个数之和.据此分析可得:
(Ⅰ)当n=4时,只用2个单位时间即可完成计算,方法之一如下表:
(Ⅱ)当n=128=2[7]时,要使所有机器都得到,至少需要7个单位时间可完成计算.
评述 精心阅读仔细吃透题意,读懂n=2时读和加的设计方法表,是准确揭示数量关系建立数学模型的前提,也是顺利解决本题的关键.貌似繁难、吓人,实际是一“纸老虎”.
2 计算装置问题
此类问题常以定义一种运算装置为标志,其数学模型是定义了一种具有某种性质的新运算.因此,其解题思路是:先将运算装置数学化,即用数学符号表达出来,再通过运算性质的研究或运算的实施去解决相关问题.
评述 明晰题意,合理地数学地表示运算装置,并利用运算性质准确揭示算法规律,是解题的关键.在本题中阅读理解与数学建模并重.
3 函数处理器问题
此类问题的数学模型一般是函数的循环叠代问题,常把函数的不动点、方程、不等式等知识融入其中.因此,其解题思路是:首先读懂装置图,把图形语言转换为数学语言,并理清数量关系,再通过循环代入,解方程、不等式等解决问题.
评述 本题前两句,是帮助我们加深理解题意的.通过阅读,准确领会题意,抓住反映数量关系的关键词,有效实现文字语言、图形语言与数学语言的转换,是解决本题的关键.
4 程序设计中的问题
解决此类问题,首先要准确理解计算机程序语言,在此基础上,明确运行程序中给出的算法规律和数量关系,据此即可建立数学模型,解决有关问题.
例4 下面是一个计算机程序的操作说明:
(1)初始值x=1,y=1,z=0,n=0;
(2)n=n+1(将当前n+1的值赋予新的n);
(3)x=x+2(将当前x+2的值赋予新的x);
(4)y=2y(将当前2y的值赋予新的y);
(5)z=z+xy(将当前z+xy的值赋予新的z);
(6)如果z>7000,则执行语句(7),否则回到语句(2)继续进行;
(7)打印n,z;
(8)程序终止.由语句(7)打印出的数值为________.
(2002年北京高考模拟题)
解析 在上述计算机的运行程序中,条件(2)表述的是程序运行的序号,设n=k时,x、y\z。的值分别为,则条件(3)、(4)、(5)的数学意义分别是
解得n=8,z=7682.
评述 读懂程序,并准确实现程序语言与数学语言的转译,是解决问题的关键.
5 上网中的概率问题
此类问题,一般运用独立重复试验中事件发生的概率公式求解.
例5 某单位6个员工借助互联网开展工作,每个员工上网的概率都是0.5(相互独立).
(Ⅰ)求至少3人同时上网的概率;(Ⅱ)至少几人同时上网的概率小于0.3?(2002年高考题)
评述 近年来,高考对新增加课程内容的考查,一直定位在基本要求上.
科技信息时代,要求社会所需人才应有一定的接收、分检、合成、传递、加工、应用信息的能力.高考首要地是考查学生理解、接收的能力,进而考查其处理信息的能力.因此,解答这类问题重在阅读理解,阅读理解往往制约着数学化的进程.可见,精心阅读,仔细洞察,强化训练,熟悉各种语言转换,并准确理解和运用,是提高科技型问题解题能力的关键.