深化一文化创新第2讲情境创新题第三部分学科素养考前深化“新情境”试题是近三年高考一道亮丽的风景线,它展现了我国社会主义建设伟大成就与科学防疫的成果,紧密联系社会实际,设计了真实的问题情境,具有鲜明的时代特色.试题体现了应用性和创新性,强调理性思维,突出数学的应用性和数学文化的引领作用.考点1新定义型题【例1】定义:若函数f(x)的图象经过变换Γ后所得图象对应的函数的值域与f(x)的值域相同,则称Γ是f(x)的“同值变换”.下面给出四个函数及其对应的变换Γ,其中Γ属于f(x)的“同值变换”的是()①f(x)=x2-2x,Γ:将函数f(x)的图象关于y轴对称;②f(x)=2x-1,Γ:将函数f(x)的图象关于x轴对称;考点1新定义型题【例1】定义:若函数f(x)的图象经过变换Γ后所得图象对应的函数的值域与f(x)的值域相同,则称Γ是f(x)的“同值变换”.下面给出四个函数及其对应的变换Γ,其中Γ属于f(x)的“同值变换”的是()①f(x)=x2-2x,Γ:将函数f(x)的图象关于y轴对称;②f(x)=2x-1,Γ:将函数f(x)的图象关于x轴对称;B[对于①,f(x)=x2-2x=(x-1)2-1≥-1,将函数f(x)的图象关于y轴对称可得y=x2+2x的图象,易知y=x2+2x=(x+1)2-1≥-1,符合题意;对于②,f(x)=2x-1>-1,将函数f(x)的图象关于x轴对称可得y=1-2x的图象,易知y=1-2x<1,不符合题意;对于③,f(x)=log2x的值域为R,将函数f(x)的图象关于直线y=x对称可得y=2x的图象,易知y=2x>0,不符合题意;对于④,f(x)=cosx+π3,将函数f(x)的图象关于点(-2,0)对称后得到的图象对应的函数的值域仍为[-1,1],符合题意.故选B.]【点评】遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质.按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.对于选择题,可以结合选项通过验证,用排除、对比、特值等方法求解.考点2学习探究情境题【例2】数学实践活动小组到附近的湿地公园测量园内雕塑的高度.如图,用测角仪在A处测得雕塑顶点C的仰角为30°,再往雕塑方向前进4m至B处,测得仰角为45°,则该雕塑高为________m.(测角仪高度忽略不计,结果不取近似值)2+23[如图,过点C作CD⊥AB,交AB的延长线于点D,设该雕塑的高度为hm.在Rt△ACD中,∠A=30°,∠ADC=90°,因此AD=htan30°.在Rt△BCD中,∠CBD=45°,∠BDC=90°,因此BD=htan45°.因为AB=4m,所以htan30°-htan45°=4,解得h=2(3+1),故该雕塑的高度为(2+23)m.]【点评】本题以“学生到湿地公园测量园内雕塑的高度”为背景,引导学生积极关注并参与社会活动.在本例的解法中,只需解两个直角三角形,展现了方程思想在解三角形中的应用.考点3时效热点情境题【例3】(2021·山东潍坊一模)某市为表彰在脱贫攻坚工作中做出突出贡献的先进单位,打算制作一批奖杯,奖杯的剖面图形如图所示,其中扇形OAB的半径为10,AB︵是优弧,AB∥PQ,∠PBA=∠QAB=60°,AQ=QP=PB.若按此方案设计,工艺制造厂发现,当OP最长时,该奖杯比较美观,此时∠AOB=________.π2[如图,作OM⊥QP交QP于M,交AB于C,易知OC⊥AB,设∠AOC=θ0<θ<π2,则AB=20sinθ,OC=10cosθ.设AQ=QP=BP=x,作QE⊥AB交AB于E,PF⊥AB交AB于F.因为∠PBA=∠QAB=60°,所以AE=BF=12x,CM=PF=32x,EF=QP=x,所以AB=2x,所以AB=20sinθ=2x,即x=10sinθ,OM=OC+CM=10cosθ+32x=10cosθ+53sinθ,易知MP=12x=5sinθ,所以OP2=OM2+MP2=(10cosθ+53sinθ)2+(5sinθ)2=100cos2θ+75sin2θ+1003sinθcosθ+25sin2θ=100+503sin2θ.因为0<θ<π2,所以0<2θ<π,所以sin2θ∈(0,1],所以当sin2θ=1,即θ=π4时,OP2最大,OP最长.此时∠AOB=π2.]【点评】本题以“奖杯”为载体,考查三角函数的应用,引导学生学会用所学知识动手操作的能力,解题的关键是引入辅助角θ,建立相应量同角θ的关系,体现了数学建模、解模的学科素养.考点4跨学科融合题【例4】制作芯片的原料是晶圆,晶圆的原始材料是硅,晶圆越薄,其体积越小且成本越低,但对工艺的要求就越高.某大学成立甲、乙、丙三个科研小组,用三种不同的工艺制作晶圆.甲小组制作的晶圆厚度为13sin12毫米,乙小组制作的晶圆厚度为12sin13毫米,丙小组制作的晶圆厚度为12cos78毫米,则在三个小组中制作工艺水平最高与最低的分别是()A.甲小组和丙小组B.丙小组和乙小组C.乙小组和丙小组D.丙小组和甲小组A[设a=13sin12,b=12sin13,c=12cos78,则6a=2sin12,6b=3sin13,6c=3cos78.因为78<π3,所以3cos78>3cosπ3=32.因为12<π6,13<π6,所以2sin12<2sinπ6=1,3sin13<3sinπ6=32,所以c最大,即丙小组的制作工艺水平最低,排除BD.设f(x)=sinxx,x∈0,π2,则f′(x)=xcosx-sinxx2.令g(x)=xcosx-sinx,x∈0,π2,则g′(x)=-xsinx<0,所以g(x)在0,π2上单调递减,所以g(x)<0,即f′(x)<0,所以f(x)在0,π2上单调递减,所以f13>f12,即sin1313>sin1212,所以3sin13>2sin12,所以b>a,即甲小组的制作工艺水平最高.故选A.]【点评】本题以芯片制作为载体,巧妙地将化学知识融入数学应用中,解题的关键是依据题设信息建立数学模型,并通过导数等知识辅助解答.