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教师资格考试(高中)数学学科知识与教学能力
卷(一)参考答案及解析
-、
单项选择题
`
A 解
气 尸
t 析 . .l i 尤 m nx - 3 x = x li f m 8 X 3l 尤 i T m 8 x+ x s 1 , nx_ _ l 尤 i f m 8 3l 无 i f m 8 1+ l s, 1x nx =
1-3 =-2。故本题选A。
2. D 解析:因为a II b, 所以/3 X (-2) -X = 0, 解得x =-2/3, 则2a-b = (2/3-(-2/3),2-
(-2)=) (4/3,4)。故本题选D。
x12 - X1 -
3. A 解析:因为函数f(x)= = 在X1= 处无定义,且limf(x) =
x 2 -3x+2 (x-l)(x-2) 尤 -1
x12 - x+ -I
lim = lim—— =- 2, 所以X1= 是函数J(x)的可去间断点。故本题选A。
兀 IX -3x + 2 元习x- 2
4. C 解析:对题中矩阵作初等行变换,化成阶梯形矩阵:
[i i
ii
l-[�) }
[�-; �]
因为阶梯形矩阵有3个非零行,所以矩阵的秩是3。故本题选C。
1 1 1
5. B解析:若x= 2 0, 则1无意义,所以由式1y 3 < 不能推出 r 3 < 了;反之,若r 3 < 了一成立,则此时一定
X X X
有x 2 > 0, 进而可推出x兮13 < 。因此,"x2 y13 < "是"y 3 <—” 的必要不充分条件。故本题选B。
6. "解
?
为J(x,0%,oX;)
C
2式+3咕+式+" ',一:入X;>;是正
:三
型,所以该二次型的矩阵Ac
2 , : : 。
『
[ 2 3 -2入 的顺序主子式都大于零,即2 > 0, = 2 > o, 2 3 -2入= 2 -8入2 > o, 解
2 3
0 -2入1 0 -2入1
得 -— <入 < 一一。故本题选B。
2
7. D 解析:《九章算术》在数学上有许多成就:最早提出了正负数及其加减运算法则和 “ 盈不足术 ” (把
一般方程式化为盈不足求解);最早系统地叙述了分数的约分、通分和四则运算法则;最早提出了 “ 线性方程
”
组 的概念,并系统地总结其算法等。故本题选D。
8. A 解析:《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》中指出,数学是研究数量关系和空间形式
的一门科学。故本题选A。
二、简答题
9. I 参考答案 I
函数f(x)的导函数f'(x) = 3x2 +6 x = 3x(x+ 2), 令f'(x) = 0, 解得X = 0或-2。当x变化时,J'(x) 和
J(x)的变化情况如下表所示。
— 2 —o
X (-oo,-2) 2 (-2,0) (0,+oo)
_ -
f'(x) + 0 +
o
-
f(x) 单调递增 5 单调递减 - 单调递增
l
因此,函数f(x)的单调递增区间为(-co,-2)和(O,+co),单调递减区间为(-2,0),极大值为f(-2) =
5, 极小值为J(O) = 1。
10. I 参考答案 I
直线h过点(0,-2,1),且一个方向向量为m1 = (3, -1,2), 直线l2 的一个方向向量为m2 = (2,1,
mn = 0, -y +2 = o,
-1)。设所求平面的一个法向量为n = (x,y,z), 则{ 1 即 { 初 z 令X = I, 得y = -7, z =
m2 n = 0, 2x +y -z = 0,
-5, 所以n = (1, -7, -5), 又点(0,-2,1)在所求平面上,所以所求平面方程为x-1(y+ 2) -S(z -1) =
0, 且PX -1y -5z -9 = Q。
11. I 参考答案 I
设该种动物从出生活到10岁为事件A,活到15岁为事件B,则现年为10岁的该种动物活到15岁的概率为
P(AB) = 0. 5 = 5
P(B[A)
P(A) 0.8 8
12. I 参考答案 I
(1) 使复杂的数学问题变得更简单。数学来源于生活,又高千生活,因此具有一定的抽象性,这种抽象性
让很多学生望而却步,不能突破对抽象知识的理解,就无法真正掌握数学这门语言。数形结合思想将数的应
用和形的应用有效结合,将抽象难懂的数学语言翻译成跟学生生活经验相近的形象化知识,这种形象化的呈
现可以让数学知识看起来更简单明了,带给学生不一样的学习感受。因此,数形结合思想能将复杂的数学知
识简单化,是解决数学问题的重要抓手。
(2)提升学生的学习兴趣。数学是一门逻辑性极强的学科,很多知识比较深奥,容易让学生陷入枯燥的泥
潭,不想进一步去探索,更难以产生学习兴趣。运用数形结合思想则可以有效改变这种困境。数形结合将抽
象的数与形象的形相结合,通过图形的应用将题目中的具体条件转化成相应的数量关系图,使数学教学变得
更有趣味,这样可以帮助学生感受数学的魅力,提升数学学习的兴趣。
(3)充分培养学生的独立思考能力。很多数学题目从字面上难以理清数量关系,学生容易迷失在各种已
知条件中。利用数形结合思想能将数量关系用图形表示出来,让学生突破思维障碍,思路更加清晰,从而更好
地理解数量关系,完成解题。因此,数形结合思想能让学生的数学学习方式更加多样化,改变学生传统学习方
式中死记硬背公式,模仿题型解决问题的弊端,能够让学生灵活应对各种各样题型的变化,培养学生的独立思
考能力。
13. I 参考答案 I
数学素养是新时代公民文化素养的重要组成部分,当今信息化的时代也要求人们具有更高的数学素养。
提升学生的数学素养,就是要让学生懂得用数学的眼光观察世界,用数学的思维思考世界,用数学的语言表达
世界,具体可以从以下几个方面来提升学生的数学素养。
(1)注重理论联系实际,将数学知识应用于实际生活能力的培养。
一方面,教师在教学新知的过程中要恰当地引入与新知相关的实际生活情境,让学生在生活情境中去感
悟数学元素,引导学生从实际案例中体会数学概念,从而加深学生对新知的理解和记忆。另一方面,要启发学
生将所学的数学知识应用到实际问题中,学会分析实际问题并抽象出一般的数学模型,从而掌握解决问题的
技能与方法。
(2)注重学科核心素养的培养。
教师在教学中一方面要穷实自身的学科素养,另一方面要积极引领学生形成相应的学科素养。比如,在
数据分析这一学科素养的培养中,教师可给出一个统计案例,让学生独立分析数据,并提出从数据中可以发现
-3-(2)二次函数在高中阶段的数学课程中具有十分重要的地位,是整个高中数学课程内容的基础。 它有着
丰富的内涵和外延,作为一个最基本的初等函数,我们可以通过它来研究函数的图像和性质,建立起函数、方
程、不等式之间的联系,从而培养学生的数学思维能力,提高数学素养和专业素养。 函数的思想、方法贯穿于
整个高中数学的教与学,其中,二次函数有着基础性的地位和作用,任何时候都不可轻视。
二次函数作为高中数学中基础且重要的内容,在高中数学课程中具有以下儿点作用:
心初中阶段已经讲述了函数的定义,进入高中后在学习集合的基础上又学习了映射,接着重新学习函数
概念,主要用映射观点来阐明函数,这时就可以用学生巳经有一定了解的函数,特别是以二次函数为例来加深
学生对函数概念的认识,从而使学生对函数的概念有一个较明确的认识。
@利用二次函数的性质和图像可以解决非基本函数、不等式的相关问题,充分利用二次函数的图像与性
质可以更好地解决二次不等式的有关问题,既培养了数形结合的思想,又有利于分类讨论思想的形成,充分体
现了二次函数的基础性地位。
@)通过对二次函数的灵活应用,可以深入培养学生的数学思维,提高学生的数学素养和专业素养,为后续
数学内容的学习开启新的体验。
六、教学设计题
I l
11. 参考答案
(1)问题引入
问题求方程3x2 + 6x -1 = 0的实数根。
变式:求方程3x5 + 6x -1 = 0的实数根。
教师:一次、二次、三次、四次方程的解都可以通过系数的四则运算,乘方与开方等运算来表示,但高于四
次的方程不能用公式求解。大家课后去阅读本节后的 “ 阅读与思考 " ,还有如lnx+2x-6 = 0的实数根很难下
手,我们寻求新的角度——函数来解决这个方程的问题。
【设计意图】开门见山地提出用函数思想解决方程根的问题,从而点明本节课的目标;通过引起学生的认
知冲突,激发学生的好奇心和求知欲,推进对问题的进一步探究;引导学生阅读课后相关内容,培养其自主学
习的能力。
(2)问题心:求方程x2 -2x -3 = 0的实数根,并画出函数y = x 2 -2x -3 的图像。
问题@:从形式上,观察函数y = x 2 -2x -3 与相应方程x2 -2x -3 = 0有何联系?
问题@:由于形式上的联系,方程x 2 -2x -3 = 0的实数根在函数y = x 2 -2x -3 的图像中如何体现?
【设计意图】以学生熟悉的二次函数图像和二次方程为基础,让学生观察方程和函数形式上的联系,从而
得到方程实数根与函数图像之间的关系,进而使其理解零点是连接函数与方程的结点。
(3)教学重点:了解函数零点的概念,体会方程的根与函数零点之间的联系,掌握函数零点存在性的
判断。
(4)教学难点:准确理解零点的概念,在合情推理中让学生体会到判定定理的充分非必要性,能利用适当
的方法判断零点是否存在或确定零点。
(5)本节课是在学生学习了 “ 基本初等函数(I)"的基础上,学习函数与方程的第一课时。 本节课中通过
对二次函数图像的绘制、分析,得到零点的概念,然后进一步探索函数零点存在性的判定,这些活动就是想让
学生在了解初等函数的基础上,利用计算机描绘函数的图像,通过对函数与方程的探究,对函数有进一步的认
识,从而解决方程根的存在性问题,为下一节 ” 用二分法求方程的近似解 “ 做准备。
-5 —教师资格考试(高中)数学学科知识与教学能力
卷(二)参考答案及解析
一、单项选择题
-
-4t 二-4
1. B 解析:limx[ Jx 2 + 2x -3'一(x+ 1)] = - lim 尸+ (x + 1) = 一 lim
+l+�
-2。故本题选B。
2. C 解析:已知向量汛.= (k,12),0B = (4,5),0C = (-k,10), 所以 lB =币t-o1= (4-k, -1),
花=况-矶=(-2k, -2), 又A,B,C三点共线,所以屈与花平行,即它们的对应坐标成比例,于是有
4 -k -7 -—
= '解得k = 。故本题选C。
-2k -2
3. A 解析:对于复合函数F(x) = G[h(x)],若 h(x)为偶函数,则F(x)为偶函数;若h(x)为奇函数,
G(x)为奇函数,则F(x)为奇函数;若h(x)为奇函数,G(x)为偶函数,则F(x)为偶函数。故本题选A。
1 -cosx
4. D 解析:由已知,得limf(x) = lim = lim Fx - = 0, limf(x) = limx 2g(x) = 0, 所以函数
允->O 无』十 石 x->O十 尤--,o- x--+。一
f(x)的极限存在且为0,又f(O) = 0,所 以f(x)在X = 0处连续。
1 -cos�
—心 2
J(O +心)-J(O) 压 f(O +心)-J(O) Ax2g(Ax)
缸 li 才 m � = 压 lim 矿 心 = 心 li 平 m (心) 3/2 = 0, 位 lim 矿 � = 归 l --,o im - Ax
0, 故J(x)在X = 0处可导,且J'(O) = 0。故本题选D。
5. D 解析:因为f(X) = x 3 -2x2 -X + 2 = (X + 1)(X -1) (X -2), g(X) = x3 + 4x2 + 5x + 2 =
(X + 1) 2 (X + 2), 所以(J(x),g(x)) = (x + 1)。故本题选D。
6. C 解析:随机投掷两次骰子所得点数之和为奇数,可以是第一次投掷为奇数第二次投掷为偶数,也可
2c;c; 1s 1
以是第一次投掷为偶数第二次投掷为奇数,因此,投掷两次所得点数之和为奇数的概率是—一-=—=一。
C!C! 36 2
故本题选C。 +) +
2
7. C 解析:方程X2+X + 2 = (X + + > Q恒成立,命题p为真命题;当X= -1,y = 1时,x2= y气
命题q为假命题。由此可知,'p为假命题'-,q为真命题,所以p I\ q为假命题,pVq为真命题,pl\(•q)为真
命题,(, p) V q为假命题。故本题选C。
8. D 解析:《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》中指出,数学运算主要表现为:理解运算
对象,掌握运算法则,探究运算思路,求得运算结果。故本题选D。
二、简答题
s.
I参考答案1
(1)要证石了+Fz十;-;;,s;;;JS, 只需要证X 1 +X 2 +X 3 +2(.\/气言+../示�+fi;;;) :s;;; 3,即 证 J 言;十
尽+巧:s;;; 1'因为X 1 + X 2 �2../石已 1 + X 3 �2/示正2 + X 3 �2石石,所以J 示:十 J 言言+
压釭飞飞= 1, 则石+石+石 ,s;;;JS成立。
v
(2)要证 勺了飞>�飞飞,只需要证(yi+式) 3 > (yi +式) 2 '即证y�+3y讨+3y讨+许>外+
2外Yi+许,整理得y沁(3外+3计-2Y1Y2 ) = Y沁[2yi+ 2片+(r1 -r2 )勹>0, 因为Y1 ,Y2均为正数,所以上式
— 6 —教师资格考试(高中)数学学科知识与教学能力
卷(三)参考答案及解析
一、单项选择题
2 n n n 2n
1. A解析:lim = 几l一im个中 = 九l一im”。 = 0。 故本题选 A。
1 +3 + 3 + ••• + 3 -l 3" -1 3" -1
2
2. B解析:依题意知,在5次射击中,3前面4次射击只有1次命中目标,第5次射击命中目标。前面4次射
击只有1次命中目标的概率2 为C切3(l-p) , 第5次射击命中目标的概率为p, 所以此人第5次射击恰好是第
2次命中目标的概率为 4p (1- p) 。故本题选B。
3. D 解析:A项表示空间的球面;B项表示一个旋转抛物面C; 项表示空间中的一个平面;D项表示一条
空间直线。故本题选D。
[::4�. iD 解析:因为向量”是A-I的特征向量,所以”也是A 的特征向屋,则存在一个常数入,有Aa=
a a�:�, a)
屈fk], 所以k 解得k 或-2。故本题选D。
3 + k
5. D解析:A,B选项中的方程是平面方程,故排除A,B选项。因为过点P(-2,1,-3),Q(l,O, -2)的
x+2 y-1 z+3
直线的方向向量为风)= (3, -1,1), 所以所求直线方程为 == 。故本题选D。
-1
1 2 3
6. C 解析:三个三维向量a ,a ,a 线性相关的充要条件是以它们为 列向量构成的矩阵的行列式值等
1 0 1
于0,即0 1 入=3-1-2入=0, 解得入=1。故本题选C。
1 2 3
7. A解析:《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》在描述数学课程性质时指出,数学不仅是
运算和推理的工具,还是表达和交流的语言。
8. C 解析:在必修课程中,要求学生学习函数的概念和性质,总结研究函数的整体方 法 ,掌握一些具体
的基本函数,探索函数的应用。故C项说法不正确。
e二.、简I 答题 I
参考答案
, i j k -- ——
x- +z-1=0 1 x-1 y+2
直线{
+X 2y -z+ 1 = Q
的方向向量S = 1 -1 1 =(-1,2,3), 直线
3
- =
-1
- =z 的方向向
1 2 -1
i j k
2 1 2
量S = (3, -1,1)。因为平面与两直线都平行,所以平面的法向量n=S X S = -1 2 3 = (5,10,
3 -1 1
-5)'又点I(1,2,1) 在I平面上,所以平面方程为5(x-1)+ l O(y- 2)- 5(z- 1) = 0, 即+X 2 y- z- 4 = Q。
10. 参考答案 Ji10
I
1
曲线y= llnxl与直线x ' X =1 0,y = Q 所围成的平面区域如图所示,所求面积为 而 Inx l