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修改一道一模压轴题
大罕
前文讲到,《“单位圆”是专门术语,不容曲解》http://t.cn/A6uvsPiV,如果要保留原题(指2024年上海浦东新区高三一模第12题)的原意,即半径为1的圆不一定在原点,那么题目需要作修改.顺便将文字作一点调整,使之更有条理,如下:
【题目】在关于x的等式x⁴+a₃x³+a₂x²+a₁x+a₀=
(x-z₁)(x-z₂)(x-z₃)(x-z₄)中,a₀,a₁,a₂,a₃∈R,复数z₁,z₂,z₃,z₄对应的4个点是内接于半径为1的正方形的顶点,若{a₀,a₁,a₂,a₃}⊂{n|1≤n≤2024,n∈Z},则集合{a₀,a₁,a₂,a₃}的个数为_____.
【注】此题较难,解答过程另文详述.待续.
浦东新区2024年高三一模压轴题详解
大罕
为保留原题的原意,这里对原题作了如下修改:
【题目】在关于x的等式x⁴+a₃x³+a₂x²+a₁x+a₀=
(x-z₁)(x-z₂)(x-z₃)(x-z₄)中,a₀,a₁,a₂,a₃∈R,复数z₁,z₂,z₃,z₄对应的4个点是内接于半径为1的正方形的顶点,若{a₀,a₁,a₂,a₃}⊂{n|1≤n≤2024,n∈Z},则集合{a₀,a₁,a₂,a₃}的个数为_____.
【解】依题意,实系数方程
x⁴+a₃x³+a₂x²+a₁x+a₀=0有个四个复数根z₁、z₂、z₃、z₄,
由韦达定理,知
a₃=z₁+z₂+z₃+z₄,
a₂=z₁z₂+z₁z₃+z₁z₄+z₂z₃+z₂z₄+z₃z₄,
a₁=z₁z₂z₃+z₁z₂z₃+z₁z₂z₄+z₂z₃z₄,
a₀=z₁z₂z₃z₄,
注意到在复数范围内实系数方程的虚根是成对的,因此分为两种情况:
情况①:z₁、z₂、z₃、z₄四个根是两对共轭的虚数,设圆心为(a,0),
不妨设 z₁=a+1/√2+(1/√2)i ,z₂=a-1/√2+(1/√2)i ,z₃=a-1/√2/(1/√2)i,z₄=a+1/√2-(1/√2)i ,
经过计算(这里的计算是繁冗的),得
a₃=-4a ,
a₂=6a²-1,
a₁=-4a³,
a₀=a⁴+1,
以上取值中,显然a₀是最大的,于是由{a₀,a₁,a₂,a₃}⊂{n|1≤n≤2024,n∈Z},得
1≤a⁴+1≤2024,
∴ 0≤a⁴+1≤36,且a<0,
∴ -6≤a<0,
其中,当a=-1时a₃=a₁=4,这与集合元素互异性不符,故舍去.故a=-2,-3,-4,-5,-6,共有5个值.
情况②:, z₁、z₂、z₃、z₄四个根有一对是共轭的虚数,另一对是实数,设圆心为(a,0),
不妨设 z₁=a+1,z₂=a+i ,z₃=a-1,z₄=a-i ,
经过计算,得 a₃=-4a ,a₂=6a²-1,a₁=-4a³,
a₀=a⁴+1,同理可得a=-2,-3,-4,-5,-6,共有5个值.
综上,a的值共有1.0个.
【简评】
本题修改前的文字会产生歧义,影响解题.计算量过大,让考生折戰沉沙.高次方程韦达定理是超纲内容.
本文叙述逻辑性更强,条理清晰.
为方便阅卷,将大罕老师的前文链接如下,
关于一道一模压轴题标答的商榷(一)
大罕
浦东新区2024高三一模,官方提供的答案中,第12题是值得商榷的。
一是“单位圆”概念.
答案[解析]说:注意,沪教版单位圆指的是半径为1的圆,这点很容易搞错(圆心不要求在原点).
笔者试问:沪教版教材在何处明文规定,单位圆的圆心不要求在原点?
比照向量.单位向量是长度为1的向量,向量是只管方向和长度的量,不管起点,所以单位向量的起点不一定在原点.
但是,所谓“单位圆的圆心不在原点”就有点匪夷所思了.
退一步讲,就算单位圆的圆心可以不在原点,既然“这点很容易搞错”,拟题时为什么偏偏要用“单位圆”而不用“半径为1的圆”呢?
如此惜字如金,是不是故设陷阱让别人落下去呢?
“单位圆”是专门术语,不容曲解
大罕
浦东新区2024高三一模第12题中出现了“复平面上对应的4个点为某个单位圆内接正方形的4个顶点”的字眼,并且,在官方提供的答案中明白无误地指出:“[解析]说:注意,沪教版单位圆指的是半径为1的圆,这点很容易搞错(圆心不要求在原点) ”.
也就是说:单位圆是以1为半径的圆,圆心可以不在原点.
可是,翻开任何资料,给出的定义一致都是:单位圆是指圆心在原点, 半径为 1 的圆.
这里试问:沪教版教材在何处有明文规定:单位圆的圆心可以不在原点?
比照向量.向量是只管方向和长度、不管起点的量,所以,单位向量是长度为1的向量,它的起点可以在原点,也可以不在原点.
所谓“单位圆的圆心不在原点”就有点匪夷所思了.
尽管该题在“单位圆”三字前加了“某个”二字,意思是单位圆是有许多的,圆心可以不在原点,试图避免大家的误解.可是,这种解释是软弱无力的.
退一步讲,就算单位圆的圆心可以不在原点,既然出题时已经料到“这点很容易搞错”,为什么偏偏要用“单位圆”而不用“半径为1的圆”这样表达呢?
如此惜字如金,难道是故设陷阱,让别人陷落下去?
2024-12-17
【附】原题:
已知在复数集中,等式 x^4+a_3x^3+a_2x^2+a_1x+a_0=(x-z_1)(x-z_2)(x-z_3)(x-z_4)对任意复数恒成立,复数z_1,z_2,z_3,z_4在复平面上对应的4个点为某个单位圆内接正方形的4个顶点,(a_0,a_1,a_2,a_3)⊂(n|1≤n≤2024,n∈Z) ,则满足条件的不同集合 (a_0,a_1,a_2,a_3) 个数为_____.
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