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专题02 数轴上的三种动点问题
数轴的动点问题,无论在平时练习,还是月考,期中期末考试中属于压轴题的版块,其过程复杂,情况多变。那么,本专题对其中常考的三种题型(求时间、求距离或者对应点、定值问题)做出详细分析与梳理。
【知识点梳理】
1.数轴上两点间的距离
数轴上A、B两点表示的数为分别为a、b,则A与B间的距离AB=|a-b|;
2.数轴上点移动规律
数轴上点向右移动则数变大(增加),向左移动数变小(减小);
当数a表示的点向右移动b个单位长度后到达点表示的数为a+b;向左移动b个单位长度后到达点表示的数为a-b.
类型一、求时间
例1.如图在数轴上A点表示数a,B点表示数b,a、b满足|a+2|+|b﹣8|=0
(1)点A表示的数为 ;点B表示的数为 ;
(2)若在原点O处放一挡板,一小球甲从点A处以1个单位/秒的速度向左运动;同时另一小球乙从点B处以2个单位/秒的速度也向左运动,在碰到挡板后(忽略球的大小,可看作一点)以原来的速度向相反的方向运动,设运动的时间为t(秒),
①当t=1时,甲小球到原点的距离= ;乙小球到原点的距离= ;当t=5时,甲小球到原点的距离= ;乙小球到原点的距离= ;
②试探究:甲,乙两小球到原点的距离可能相等吗?若不能,请说明理由.若能,请直接写出甲,乙两小球到原点的距离相等时经历的时间.
【答案】(1)-2,8;(2)①3,6;7,2;②可能,2秒或10秒
【分析】(1)根据绝对值的非负性求解即可;
(2)①首先求出甲、乙两球运动的路程,再根据它的初始位置求解即可;
②分两种情况:乙球碰到挡板前和乙球碰到挡板后,分别建立方程求解即可.
【详解】(1)∵|a+2|+|b﹣8|=0,, ,
∴点A表示的数为-2;点B表示的数为8;
(2)∵一小球甲从点A处以1个单位/秒的速度向左运动;同时另一小球乙从点B处以2个单位/秒的速度也向左运动,∴当t=1时,甲小球运动的路程为个单位,乙小球运动的路程为个单位,
∴当t=1时,甲小球到原点的距离为;乙小球到原点的距离为;
同理,当t=5时,甲小球运动的路程为个单位,乙小球运动的路程为个单位,此时乙小球会碰到挡板而向相反的方向运动,
∴当t=5时,甲小球到原点的距离为;乙小球到原点的距离为;
②∵点B表示的数为8,乙小球的速度为2个单位/秒,
∴乙小球碰到挡板所用的时间为(秒),
当运动时间小于等于4秒时,,解得;
当运动时间大于4秒时,,解得,
∴甲,乙两小球到原点的距离可能相等,甲,乙两小球到原点的距离相等时经历的时间为2秒或10秒.
【变式训练1】如图,有两条线段,(单位长度),(单位长度)在数轴上,点在数轴上表示的数是-12,点在数轴上表示的数是15.
(1)点在数轴上表示的数是______,点在数轴上表示的数是______,线段的长=______;
(2)若线段以1个单位长度秒的速度向右匀速运动,同时线段以2个单位长度秒的速度向左匀速运动.当点与重合时,点与点在数轴上表示的数是多少?
(3)若线段以1个单位长度秒的速度向左匀速运动,同时线段以2个单位长度/秒的速度也向左匀速运动.设运动时间为秒,当为何值时,点与点之间的距离为1个单位长度?
【答案】-10,14,24;(2) -2;(3) t=或
【分析】(1)根据AB、CD的长度结合点A、D在数轴上表示的数,即可求出点B、C在数轴上表示的数,再根据两点间的距离公式求出线段BC的长度;
(2)设相遇时间为a,分别用a表示出相遇时B、C两点所表示的数,让其相等即可求出;
(3) 分线段AB与线段CD在相遇之前与相遇之后两种情况,利用两点间的距离公式结合BC=1,得出关于t的的一元一次方程,解之即可得出结论;
【详解】(1)∵AB=2,点A在数轴上表示的数是-12,∴点B在数轴上表示的数是-12+2=-10;
∵CD=1,点D在数轴上表示的数是15,∴点C在数轴上表示的数是15-1=14.∴BC=14-(-10)=24.
故答案为:-10,14,24;
(2)设运动时间为a秒时B、C相遇,
此时点B在数轴上表示的数为-10+a,点C在数轴上表示的数为14-2a
∵B、C重合,∴-10+a=14-2a,解得a=8
此时点与点在数轴上表示的数是-10+a=-10+8=-2;故答案为:-2
(3)当运动时间为t秒时,点B在数轴上表示的数为-10+t,点C在数轴上表示的数为14-2t
∴BC==
∵BC=1,∴=1,∴t1=,t2=,综上所述:当BC=1时,t=或;
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,两点间的距离,数轴等知识,解题的关键是:根据点与点之间的位置关系求出点B、C在数轴上表示的数.
【变式训练2】如图,A,B两点在数轴上对应的数分别