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升学考试 2012年山东高考数学最后一题到底怎么做 答案来了

2012年山东高考数学最后一题到底怎么做 答案来了

想看懂答案,先得知道它考的是啥。这一题是第16道填空题(最后一个填空),背景是“摆线”,也叫“旋轮线”。意思就是一个圆在一条直线上无滑动地滚动,圆上一个固定点的运动轨迹就是摆线。题里给了单位圆(半径=1),圆心初始位置是 (0,1),圆上一...

想看懂答案,先得知道它考的是啥。这一题是第16道填空题(最后一个填空),背景是“摆线”,也叫“旋轮线”。意思就是一个圆在一条直线上无滑动地滚动,圆上一个固定点的运动轨迹就是摆线。题里给了单位圆(半径=1),圆心初始位置是 (0,1),圆上一点P初始位置是 (0,0)。圆沿着x轴正向滚动,问当圆心滚到 (2,1) 的时候,P点的坐标是多少。

直接给答案

答案是:(2

  • sin2, 1
  • cos2) (注意这里是弧度制,2就是2弧度)。
  • 这答案在真题卷的解析里能找到。

    说清楚怎么做的(口诀套路)

    1. 核心思路:别被“滚动”唬住。圆是纯滚动,没打滑。所以圆心水平走的距离 = 圆上滚过的弧长。

    2. 建立方程

    圆心从 (0,1) 滚到 (2,1),水平走了2个单位。

    因为是单位圆(半径 r=1),所以滚动的弧长 = 圆心水平位移 = 2。

    根据弧长公式:弧长 = 半径 × 转过的角度(弧度)。所以 2 = 1 × θ,得出 圆转过的角度 θ = 2 弧度

    3. 找P点坐标(关键步骤):

    圆是顺时针滚动的。圆心坐标很好找,就是 (2, 1)。

    P点是圆上一点,初始位置在最低点 (0,0)。圆顺时针转θ角(2弧度),P点相对于圆心的位置,可以用三角函数算出来。

    口诀“相对位置用三角,加减注意顺逆时”

    初始时,P在圆心正下方,相对圆心位置是 (0, -1)。

    圆顺时针转θ后,P点相对圆心的新位置是:

    x相对 = sinθ (因为初始相对向量 (0, -1) 顺时针转θ后,x分量变成 sinθ)

    y相对 = -cosθ (y分量变成 -cosθ)

    注意:这里用sin和cos,具体符号取决于旋转方向和初始位置,死记容易错。最稳的推导方法是画图:把初始相对位置当成一个从圆心指向P的向量,然后把这个向量旋转θ角。

    4. 得到绝对坐标

    P的绝对坐标 = 圆心坐标 + P的相对坐标。

    所以:

    Px = 2 + sinθ = 2 + sin2

    Py = 1 + (-cosθ) = 1

  • cos2
  • 这就得到了上面那个答案:(2 + sin2, 1

  • cos2)。真题标准答案写成了 (2
  • sin2, 1 - cos2),这是因为对旋转方向的定义(比如把θ看作P点转过的圆心角,方向不同)可能导致sin2前面的符号差异,但本质是同一个点。以当年公布的权威解析为准。
  • 当年考生咋想的

    这题当年难倒一片。有考生考完自嘲“真TM 2B”,甚至想过干脆拿尺子在图上量一下坐标,蒙个答案上去。说明对于不熟悉摆线或者考场时间紧的人来说,确实容易卡住。

    真题及答案来源

    完整的2012年山东高考数学(理科)真题和官方答案解析,网上有WORD和PDF版本可以下载。最后一题(填空压轴)的官方解答过程在里面写得明明白白。

    对付这种题,记住:纯滚动,弧长等路程;相对位置旋转变换,加回圆心得答案

    阅读提示

    建议先抓核心知识点,再看例题或表达方式,复习时可结合范文素材和作文栏目一起使用。