2019高考数学二轮复习第20讲数学文化与核心素养课件理.pptx

1、第20讲 数学文化与核心素养,中国古代数学取得了极其辉煌的成就,出现了刘徽、祖冲 之、秦九韶等伟大的数学家及众多数学名著,九章算术和 数书九章便是其中的代表作.这些中国古代数学名著是中华 优秀传统文化的重要组成部分.中国古代数学遵循“经世济用” 的准则,研究的内容大多与实际生活、生产紧密结合,具有浓厚的 实际背景,体现了明显的综合性和算法化的特征.从中国古代数学 中挖掘素材,考查高中数学有关知识,既符合考生的认知水平,又 可以引导考生关注中华优秀传统文化.,命题角度一 渗透古代名家(学派)研究数学的考查,例1 (1)两千多年前,古希腊毕达哥拉斯学派的数学家曾经在沙 滩上研究数学问题.他们在沙滩

2、上画点或用小石子表示数,按照点 或小石子能排列的形状对数进行分类.图中实心点的个数5,9,14,2 0,为梯形数.根据图形的构成,记此数列的第2 017项为a2 017,则a2 0 17-5= ( )A.2 0232 017 B.2 0232 016 C.1 0082 023 D.2 0171 008,(2)(2017浙江,11,4分)我国古代数学家刘徽创立的“割圆术”可,以估算圆周率,理论上能把的值计算到任意精度.祖冲之继承并 发展了“割圆术”,将的值精确到小数点后七位,其结果领先世 界一千多年.“割圆术”的第一步是计算单位圆内接正六边形的 面积S6,S6= .,答案 (1)C (2),解析

3、 (1)观察梯形数的前几项,得 5=2+3=a1, 9=2+3+4=a2, 14=2+3+4+5=a3, an=2+3+(n+2)= = (n+1)(n+4), 由此可得a2 017= 2 0182 021=1 0092 021. a2 017-5=(1 008+1)(2 023-2)-5=1 0082 023.,(2)如图,因为是单位圆,所以OA=1,因为六边形ABCDEF是正六边 形,所以OAB是正三角形,所以AB=1,过点O作OGAB于点G,所 以OG=OAsin 60= ,所以正六边形的面积为6SOAB=6 AB OG= .,方法归纳 本例(1)以古希腊毕达哥拉斯学派的研究故事为背景,

4、(2)以我国 古代数学家刘徽创立的“割圆术”为命题背景,分别考查了数列 问题和圆内接正六边形面积问题.其中毕达哥拉斯学派的“形 数”问题,备受命题者的青睐,已成为高考命题的热点.,例2 (1)(2017课标全国,3,5分)我国古代数学名著算法统 宗中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三 百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是:一座7层塔共挂了381盏灯, 且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共 有灯 ( ) A.1盏 B.3盏 C.5盏 D.9盏 (2)(2018益阳、湘潭调研试卷)数书九章中给出了“已知三 角形三边长求三角形面积的方法”,填补了我国传统数学的一个

5、 空白,与著名的海伦公式完全等价,由此可以看出我国古代人具有,命题角度二 渗透古代数学名著的考查,很高的数学水平,其方法是“以小斜幂并大斜幂减中斜幂,余半 之,自乘于上;以小斜幂乘大斜幂,减上,余四约之,为实;一为从隅, 开平方得积”.若把这段文字写成公式,即S= ,现有周长为2 + 的ABC满足sinAsin Bsin C=( -1) ( +1),用上面给出的公式求得 ABC的面积为 ( ) A. B. C. D.,答案 (1)B (2)B,解析 (1)由题意可知,由上到下灯的盏数a1,a2,a3,a7构成以2为 公比的等比数列,S7= =381,a1=3.故选B. (2)由正弦定理得sin

6、 Asin Bsin C=abc=( -1) ( +1),可设三角形的三边分别为a=( -1)x,b= x,c=( +1)x,由题 意得( -1)x+ x+( +1)x=(2 + )x=2 + ,则x=1,故由公 式可得ABC的面积S= = ,故选B.,方法归纳 中国古代数学取得了极其辉煌的成就,出现了刘徽、祖冲之等伟 大的数学家,以及九章算术等经典的数学传世之作,这些中国 古代数学名著是我们的丰富宝库,继新课程改革以来,高考题中出 现了一些以古代名著为命题背景的试题,涉及的有九章算术 数书九章算法统宗等.本例分别以算法统宗数书 九章为背景,相应考查了数列和三角形面积公式等数学知识.从 某种意

7、义上讲,这些试题的价值实际上已远远超出了试题本身.,例3 (1)(2017课标全国,3,5分)如图,正方形ABCD内的图形来 自中国古代的太极图.正方形内切圆中的黑色部分和白色部分关 于正方形的中心成中心对称.在正方形内随机取一点,则此点取自 黑色部分的概率是 ( )A. B.,命题角度三 渗透数学美的考查,C. D. (2)九章算术是我国古代内容极为丰富的数学名著,其中“勾 股”章讲述了“勾股定理”及一些应用.直角三角形的三条边分 别称为“勾”“股”“弦”.设F1,F2分别是椭圆 +y2=1的左、 右焦点,P是第一象限内该椭圆上的一点,若线段PF2,PF1分别是Rt F1PF2的“勾”“股”

8、,则点P的横坐标为 .,答案 (1)B (2),解析 (1)本题考查几何概型和概率的计算方法,考查学生的逻辑 思维能力和运算求解能力. 设正方形的边长为2,则正方形的内切圆半径为1,其中黑色部分和 白色部分关于正方形的中心对称,则黑色部分的面积为 ,所以在 正方形内随机取一点,此点取自黑色部分的概率P= = ,故选B. (2)由题意知半焦距c= ,又PF1PF2,故点P在圆x2+y2=3上,设P(x, y),联立得 得P .故点P的横坐标为 .,方法归纳 数学文化的美学特征是构成数学文化的重要内容.数学美表现为 一种抽象、严谨、含蓄的理性美,从表现形式上分为数学内容的 和谐美、数学结构的形式美

9、、几何图形的构造美、数学公式的 简洁美.纵观数学领域的一切公式、公理和定理,无不是对客观世 界存在的秩序、对称、和谐、统一的美的反映.,1.(2018陕西质量检测(一)欧拉公式eix=cos x+isin x(i为虚数单位) 是由瑞士著名数学家欧拉提出的,它将指数函数的定义域扩大到 复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占有 非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,根据此公式可知,e2i 表示的复数在复平面中位于 ( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限,答案 B 由eix=cos x+isin x,可知e2i=cos 2+isin 2,因为2 , 所以c

10、os 2(-1,0),sin 2(0,1),所以e2i表示的复数在复平面中位于 第二象限.,2.北宋数学家沈括的主要成就之一为隙积术,即用来计算诸如累 棋、层坛的物体体积的方法.设隙积共n层,上底由ab个物体组 成,以下各层的长、宽依次增加一个物体,最下层(即下底)由cd 个物体组成,沈括给出求隙积中物体总数的公式为s= (2a+c)b+ (2c+a)d+ (c-a),其中a是上底长,b是上底宽,c是下底长,d是下底 宽,n为层数.已知由若干个相同小球粘黏组成的隙积的三视图如 图所示,则该隙积中所有小球的个数为 ( ),A.83 B.84 C.85 D.86,答案 C 由三视图知,n=5,a=

11、3,b=1,c=7,d=5,代入公式s= (2a +c)b+(2c+a)d+ (c-a)得s=85,故选C.,3.九章算术是中国古代第一部数学专著,是算经十书中 最重要的一种,成于公元一世纪左右,它是一本综合性的历史著 作,是当时世界上最简练有效的应用数学.“更相减损术”便是 九章算术中记录的一种求两个数的最大公约数的算法,有如 下程序框图,若输入的a,b的值分别为96,36,则输出的i为 ( ),A.4 B.5 C.6 D.7,答案 A 执行程序框图,a=96,b=36,i=0;a=96-36=60,i=1;a=60-36 =24,i=2;b=36-24=12,i=3;a=24-12=12,

12、i=4,此时a=b=12,退出循环, 输出的i=4,故选A.,4.张丘建算经卷上第22题为“今有女善织,日益功疾.初日织 五尺,今一月日织九匹三丈.”其大意:现有一位善于织布的女子, 从第2天开始,每天比前一天多织相同量的布,第1天织了5尺布,现 在一个月(按30天计算)共织390尺布(1匹为40尺,一丈为10尺).记 该女子此月中的第n天所织布的尺数为an,则a14+a15+a16+a17的值为 ( ) A.55 B.52 C.39 D.26,答案 B 由题设知,该女子每天织布的尺数构成一个等差数列 an,其首项a1=5,S30=390,则S30=30a1+ d=305+ d=390, 解得

13、d= ,则a14+a15+a16+a17=4a1+58d=45+58 =52.故选B.,5.在我国古代,9是数字之极,代表尊贵之意,所以中国古代皇家建 筑中包含许多与9相关的设计.例如,北京天坛圆丘的底面由扇环 形的石板铺成(如图),最高一层是一块天心石,围绕它的第一圈有 9块石板,从第二圈开始,每一圈比前一圈多9块,共有9圈,则这9圈 的石板总数是 .,答案 405,解析 这9圈的石板数由里到外依次组成一个首项为9,公差为9 的等差数列,则这9圈的石板总数是99+ 9=405.,6.鲁班锁是我国传统的智力玩具,起源于古代汉族建筑中首创的 榫卯结构,这种三维的拼插器具内部的凹凸部分(即榫卯结构)啮 合,十分巧妙,外观看起来是严丝合缝的十字立方体,其上下、左 右、前后完全对称.从外表上看,六根等长的正四棱柱体分成三 组,经90榫卯起来,如图,若正四棱柱体的高为6,底面正方形的边 长为1,现将该鲁班锁放进一个球形容器内,则该球形容器的表面 积的最小值为 .(容器壁的厚度忽略不计),答案 41,解析 表面积最小的球形容器可以看成长、宽、高分别为1、 2、6的长方体的外接球.设其半径为R,则(2R)2=62+22+12,解得R2= ,所以该球形容器的表面积的最小值为4R2=41.,