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今年路北区一模有一道函数问题,做起来很有感觉。大家可以先做一下,再对照后面的答案。



一、题目解析

第一问是基本操作,利用待定系数法,代入点(0,6)(1,12)即可求得当0≤t≤1时,P与t的关系式是P=6t+6。(4分)
第二问,有学生这样写过程:
两小时内,进料为7×9×2=126(吨),出料9×7×2=126(吨),进、出料总量相等,库中产品存量不变,符合图像特征,所以嘉嘉所想是正确的。
这个解答只考虑到嘉嘉的猜想是合理的,但并不能排除进出料输送线的条数还有其他情况,失于严密,我们只给了结论的1分。
正确解答:
设同步运行m条进料线、n条出料线,根据题意两小时内进、出料重量相等,可得方程7m×2=9n×2。由于m、n均为不大于10的正整数,等式成立只有一种可能,m=9,n=7,也即1≤t≤3时,同步运行9条进料线、7条出料线,所以嘉嘉所想正确且唯一(3分)。

第三问,3≤t≤5时,库存在两小时内从12吨减少到0,所以等量关系为“出料量=进料量+12”,仍设这一段同步运行m条进料线、n条出料线,则可得方程7m×2+12=9n×2,整理得9n=7m+6,因m、n均为不大于10的正整数,等式成立只有一种可能,m=n=3,即进、出料线均为3条(1分);
至于5小时加工的产品总量,应遵循以下关系式:总量=速度×输送线条数×时间,进料总量+设备运行前未加工的6吨=出料总量。
从进料角度,这5小时加工产品总量=7(6×1+9×2+3×2)+6=216(吨);
从出料角度,这5小时加工产品总量=9(4×1+7×2+3×2)=216(吨),两种做法都对(1分)。

综上,第一问入口宽大,让大多数学生拿下4分。
第二问属于代数推理,要注意逻辑的严密性,推导满足题意的一般性结论,不能用特殊情况一以泛之。所谓猜想正确,要存在且唯一,是全部而不是局部。
第三问是前一问的拓展和延伸。如果依照图像进出料全算出来,未免失于机械呆板,费时又易错。抛开细节放眼全局,存量最终为零,说明所有产品均得到加工。那么,这5个小时输出的产品总量就是加工的产品总量。
抓住进、出两条主线,无论从哪条主线入手,都能使计算变得简单和纯粹,还可相互印证结论的正确性。可惜对大多数学生来说,此虽不为也,实不能也。
题目满分9分,难度中等,但试卷反馈差强人意。绝大多数学生都拿到了第一问的3分,第二问心知正确但不会说理,第三问因为是直接写出,一小撮学生写对了进、出料条数,而加工总量五花八门,正确者寥寥无几。

二、分析错因

这道题考查的是一次函数的图象应用之工效问题。以冷库农产品存量变化为背景,结合分段函数、实际生产中的运输量计算等知识点,考查学生的数学建模能力、分段函数分析能力和实际问题的数学转化能力,覆盖了函数表达式求解、逻辑推理验证、实际应用计算等核心考点,元素多、数据多。
学生对于工效问题并不陌生,知道其等量关系是“工效×工作时间=总工作量”,属于扁平的二维问题。但这道题在原数量上又增加了进、出料输送线的条数以及三个时间分段,数量关系变成“总工作量=工效×工作时间×输送线条数”,题目维度从二维平面关系升格为四维立体模型,跳出了学生原有的知识经验储备和心理预期。

进、出料输送线是两个未知数,等量关系却只有一个,只能得到一个不定方程,学生顿时傻眼。他们只看到了那些摆在明面上的条件,却没有想到实际问题中的一些数量是有条件限制的,比如面积、天数都是正数,人数、物品的个数必须是正整数。加上这些隐含条件,不定方程的解便会锁定在有限范围内,即方程是可解的。
最后一问求加工产品总量,由于时间分为三段,每段的进、出料线条数又不同,学生在列式时不免顾此失彼,算出若干不同的结果。于是越算越乱,不知哪个是对的,蒙着写一个,正确率可想而知。都是数量太多惹的祸。
其实这道题对标的是2025年河北中考第21题。对于这种多元素问题,要想清晰梳理各量关系,列表不失为一条捷径(见下表👇)。


三、改编训练

讲解完毕,为检验课堂听讲效果,我将本题做了一些小改动,改编后题目如下——
某冷库有10条进料输送线和10条出料输送线,每条进料输送线每小时输送量6吨,每条出料输送线每小时输送量8吨。设备运行前,冷库中有未加工的农产品6吨,设备启动后,同步运行5条进料输送线和3条出料输送线1个小时,之后两次调整进、出料的条数(每次调整都有进、出料输送线运行),冷库中农产品的存量P(吨)与进、出料输送线的运行时间t(小时)之间的关系如图所示,农产品加工前后重量保持不变。
(1)当0≤t≤1时,求P与t的函数表达式;
(2)嘉嘉认为,当1≤t≤3时,肯定是同步运行8条进料输送线和6条出料输送线。请推断嘉嘉所想是否正确;
(3)若上一问中嘉嘉所想是正确的,请求出3≤t≤5时进、出料输送线的条数和这5小时加工的农产品总量。
(注:标红部分是改动内容,图像未做丝毫变动,满分提至12分)也请大家先做一做,看结果有何不同。

第一问答案不变,仍是P=6t+6。
第二问,设同步运行m条进料线、n条出料线,根据题意可得方程
6m×2=8n×2,化简得3m=4n,在“m、n均为不大于10的正整数”这个条件下,等式成立有两种可能:m=8,n=6或m=4,n=3,也即1≤t≤3时,可能是同步运行8条进料线、6条出料线,也可能是同步运行4条进料线、3条出料线,所以嘉嘉的想法是片面的、不正确的。

第三问,仍设3≤t≤5这一段同步运行m条进料线、n条出料线,则可得方程6m×2+12=8n×2,整理得4n=3m+3。因m、n均为不大于10的正整数,等式成立有两种可能,m=n=3或m=7,n=6,即进、出料线均为3条,或7条进料线、6条出料线。因此问前提是“上一问中嘉嘉所想是正确的”,即1≤t≤3时同步运行8条进料线和6条出料线,加工总量有两种情况(均从出料角度来求)——
当进、出料线均为3条时,这5小时加工产品总量=8(3×1+6×2+3×2)=168(吨),
当进料线为7条、出料线为6条时,5小时加工产品总量=8(3×1+6×2+6×2)=216(吨).
这次的答题效果反馈,第二问做对的学生比原来增加了四分之一,第三问不少人写对了168吨而忽略了216吨的情况,这也符合我们的预期,毕竟能力的形成与巩固是一个长期的过程。

四、收获总结

1、函数的实际应用要立足于函数本身,一定要牢牢把握所学函数的解析式求解、图像特征、几何意义,不能光是“会”,要做到“熟”,能信手拈来;
2、解不定方程或实际问题时,要着眼全局,跳出题目表面赋予的条件,留意各量的实际意义及其所满足的隐性条件,它们往往是最后致胜的关键;
3、题目中元素(维度)较多时可列表梳理各元素间关系、已知或未知,抓住答题线头,一撸到底。
END

学而时习之,不亦乐乎。做题、讲题不如析题、编题。与其灌学生,不如逼自己。
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