从数学史之经典到高考题之创新
从数学史之经典到高考题之创新 哈尔滨师范大学附属中学 刘 冰 近两年全国与各省高考数学题中出现了一大亮点与创 新:中国数学史中的《九章算术》和《数书九章》走进了高 考,实现了经典与创新的完美结合. 《九章算术》是中国古代第一部数学专著,《数书九章》 是对《九章算术》的继承和发展,两部书主要涉及算法、几 何、统计等方面内容,在2015-2016年全国及部分省的高考 数学卷中均有所体现,成为近两年高考新载体.因此,我们 应引导学生了解中国数学史,以便更好地把握高考.下面我 对近两年相关高考数学题进行分析和点评,并对高考趋势进 行合理预测. 一、算法方面 例1(2016年全国新课标II,理8)中国古代有计算多 项式值的秦九韶算法,右(下)图是实现该算法的程序框图. 执行该程序框图,若输入的x=2,n=2,依次输入的a为2,2, 5,则输出的s=? 结论:对于一个n次多项式,至多做n次乘法和n次加法. 学生应注意秦九韶算法的步骤及其程序框图,在未来的 高考中,它仍将是一个热点. 例2(2016年四川卷,理6)秦九韶是我国南宋时期的数 学家,普州(现四川省安岳县)人,他在所著的《数书九章》 中提出的多项式求值的秦九韶算法,至今仍是比较先进的算法,如(下)图所示的程序框图给出了利用秦九韶算法求某 多项式值的一个实例.若输入n,x的值分别为3,2.则输出v 的值为(). [解析]逐次运行程序,直至程序结束,得出a的值. a=14,b=18. 第一次循环:14≠18且14<18,b=18-14=4;
第二次循环:14≠4且14>4,a=14-4=10;
第三次循环:10≠4且10>4,a=10-4=6;
第四次循环:6≠4且6>4,a=6-4=2;
第五次循环:2≠4且2<4,b=4-2=2;
第六次循环:a=b=2,跳出循环,输出a=2,故选B. 点评与预测:本题考查了必修3中算法案例的更相减损 术,它包含在《九章算术》的“方田章”中,由过去的高考 冷门,成为2015年高考热点.更相减损术与程序框图相结合, 加大了该问题的难度.学生只有理解更相减损术,才能更好 地完成此题. 因此,在必修3的“第1.3算法案例”的学习及高考复习 中,学生应更加重视:
案例1辗转相除法(欧几里得算法)、更相减损术(《九 章算术》)及其程序框图;
案例2秦九韶算法(《数书九章》)及其程序框图;
案例3进位制及其程序框图. 二、几何方面例4(2015年全国卷I,理6,文6)《九章算术》是我国 古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委 米依垣内角,下周八尺,高五尺.问:积及为米几何?”其意 思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分 之一),米堆底部的弧度为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的 体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方 尺,圆周率约为3,估算出堆放斛的米约有(). (A)14斛(B)22斛(C)36斛(D)66斛 解析:由米堆底部的弧长可求出圆锥底面半径,进而求 得米堆的体积. 点评与预测:《九章算术》与
高中内容交汇点如下表:
三、统计方面 点评与预测:南宋时期的秦九韶的著作《数书九章》中 的“米谷粒分”问题,体现了统计
思想,用样本估计总体. 从此题中可以看出,未来的高考中,可以《数书九章》 为载体,考查统计与概率等知识点. 《九章算术》和《数书九章》是中国几代人共同智慧的 结晶,它的出现标志着中国古代数学体系的形成.在新时期 下,在实现中华民族伟大复兴的中国梦的大形势下,中国数 学史之经典,必然会成为未来高考的新热点. 从2015年全国II卷的“更相减损术”,到2016年全国II 卷的“秦九韶算法”,在2017年的高考复习中,我们应更注 意“辗转相除法”和“进位制”等内容的讲解和训练.