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教材回归专题(八) 几何动点问题
【教材母题】 (教材P176目标与评定第6题)
已知数轴上点A,B,C所表示的数分别是+4,-6,x(x<0).
(1)求线段AB的长.
(2)求线段AB的中点D所表示的数.
(3)若AC=8,求x的值.
(4)求线段OD(O为原点)的长.
解:(1)+4-(-6)=4+6=10,
∴线段AB的长为10.
(2)∵D是AB的中点,∴AD=BD=5.
设点D表示的数是a.
∵4-a=5,∴a=-1,
∴点D表示的数是-1.
(3)∵AC=8,∴|4-x|=8,
又∵x<0,∴4-x=8,∴x=-4.
(4)OD=|0-(-1)|=1.
【思想方法】 所谓“动点型问题”是指题设图形中存在一个或多个点,它们在线段、射线或弧线上运动(或处在不同位置)的一类开放性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用分类讨论、数形结合、转化等数学思想解决问题.
【变式1】 (背景不变,增加结合线段中点的动点
问题)
1.如图,数轴上A,B两点表示的数分别为1,-3.
(1)若点P在数轴上,且PA+PB=6,求点P表示的数.
(2)若点A的速度为每秒5个单位长度,点B的速度为每秒2个单位长度,点O的速度为每秒1个单位长度,点A,B,O同时向右运动,几秒后O恰好为AB的中点?
第1题图
解:(1)分三种情况讨论:
①当点P在点A,B之间时,PA+PB=4,不合题意,舍去;
②当点P在点A的右侧时,设点P表示的数为m,则m-1+m-(-3)=6,解得m=2,即点P表示的数为2;
③当点P在点B的左侧时,同理可得点P表示的数为-4.
综上所述,点P表示的数为2或-4.
(2)设运动x(s)后,点B运动到点B′,点A运动到点A′,点O运动到点O′,则O′A′=O′B′,BB′=2x,OO′=x,AA′=5x,
∴点B′表示的数为2x-3,点O′表示的数为x,点A′表示的数为5x+1,
∴O′A′=5x+1-x=4x+1,
O′B′=x-(2x-3)=3-x,
∴4x+1=3-x,解得x=0.4.
答:0.4 s后O恰好为AB的中点.
【变式2】(背景不变,增加结合追及的动点问题)
2.已知数轴上点A,B,C所表示的数分别是x,-6,4.
(1)线段BC的长为__10__,线段BC的中点D所表示的数是__-1__.
(2)若AC=8,求x的值.
(3)在数轴上有两个动点P,Q,点P的运动速度为1个单位长度/秒,点Q的运动速度为2个单位长度/秒,点P,Q分别从点B,C同时出发,在数轴上运动,则经过多长时间后P,Q两点相距4个单位长度?
解:(2)分两种情况讨论:
①当点A在点C的左边时,4-x=8,
解得x=-4;
②当点A在点C的右边时,x-4=8,
解得x=12.
综上所述,x的值为-4或12.
(3)设经过t秒后P,Q两点相距4个单位长度,分两种情况讨论:
①当点P,Q分别从点B,C同时出发相向运动时,t+2t=10-4,或t+2t=10+4,
解得t=2或t=;
②当点P,Q分别从点B,C同时出发向左方运动时,2t+4=t+10或2t-4=t+10,
解得t=6或t=14.
综上所述,当点P,Q相向运动时,经过2或秒,P,Q两点相距4个单位长度;当点P,Q向左方运动时,经过6或14秒,P,Q两点相距4个单位长度.
1.如图,数轴上有A,B两点,点A表示的数为-20,点B表示的数为100.现有甲、乙两只蚂蚁分别从A,B两点出发相向而行,蚂蚁甲的速度为每秒6个单位长度,蚂蚁乙的速度为每秒4个单位长度,两只蚂蚁在数轴上的点C处相遇.若交换两只蚂蚁出发时的位置,两只蚂蚁将在数轴上的点D处相遇,则CD的长为( B )
第1题图
A.20 B.24
C.32 D.80
【解析】 AB=100-(-20)=120,两只蚂蚁相遇的时间为120÷(6+4)=12(s),甲运动的距离为12×6=72.若甲从点A出发,则点C表示的数为-20+72=52;若甲从点B出发,则点D表示的数为100-72=28,∴CD=|52-28|=24.
2.数轴上A,B,C三个点分别表示的数为a,b,c,且点A,B到-1所对应的点的距离均为5,点B在点A的右侧.若点C在点B的右侧,且CB=8,点A以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右移动,当AC=2AB且点A在点B的左侧时,点A移动的时间为__2__s.
【解析】 ∵点A,B到-1所对应的点的距离均为5,点B在点A的右侧,
∴a=-6,b=4.
∵点C在点B的右侧,且CB=8,
∴c=12.
设点A移动的时间为t(s),则点A表示的数为t-6.
∵点A在点B的左侧,
∴AC=12-(t-6)=18-t,AB=4-(t-6)=10-t.
当AC=2AB时,18-t=2(10-t),解得t=2,
∴点