数学素养与创新能力将是高考命题的主旋律

瑞典数学家科赫(Helge von Koch)在研究数学分形时,得到了外形如雪花般图案的几何曲线,他是这样得到的:

①将一线段(AB)分成三等份(AC、CD、DB);

②以CD为底向外(或内)作出等边三角形CMD;

③将CD除去;

④分别对AC、CM、MD、DB重复①、②、③步骤;

⑤无限重复以上步骤即可。

此雪花图案被称为科赫曲线或雪花曲线!

在2020年的山东高考模拟中,就有一道关于科赫曲线的数学题:

此题的背景就是构造科赫曲线,这就要求我们能从复杂的背景中抽象出数学模型,这是基本功的提炼,是知识迁移能力的运用,也是数学素养与创新能力的体现!

[解析]①设原线段为a,则通过“一次构造”后,曲线长为a/3+a=(4/3)a;“二次构造”后,曲线长为(4/3)²a[推导:一次构造后,均分为4小段,每段为(4/3)a/4,“二次构造”后,(4/3)a/4分为三段,每段为[(4/3)a/4]/3,故“二次构造”后,其曲线长为[(4/3)a/4]/3×4×4=(4/3)²a];以次类推,“三次构造”后曲线长为(4/3)³a,……,“n次构造”后曲线长为((4/3)^n)a!

根据题意,设经过x次构造后其曲线长为原来的1000倍,则有下列关系式:

((4/3)^x)a≥1000a,即(4/3)^x≥1000,两边取对数,有x lg(4/3)≥3,即x(lg4-lg3)≥3,从而有x≥3/[2lg2-lg3)],将lg2=0.3010,lg3=0.4771代之,得,x≥24.02,即x最小应为25,故选D。

关于创新题,尤其是新高考,可为屡试不爽的,请看——

总之,数学素养的提高离不开创新能力的培养,见多才能识广,集腋方可成裘!

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