内容正文:
专题03 数轴上的动点问题压轴题四种考法全梳理
目录
【知识点归纳】 1
【考法一、点的运动时间】 2
【考法二、定值问题】 4
【考法三、点往返运动问题】 6
【考法四、数轴折叠问题】 8
【课后练习】 10
【知识点归纳】
1.数轴上两点间的距离
如图,A、B表示的数为a、b,则A与B间的距离AB=|a-b|;
当a,b的大小已知时,“大减小(右减左)”,不知大小时,“绝对值”(两数差的绝对值).
2.数轴上两点间中点表示的数
如图,C是AB的中点,则C表示的数x=;理由:AC=BC,则x-a=b-x,∴x=.
3.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.
例:P从A出发,以2个单位/秒速度向右运动,t秒后达到的点表示的数为:a+2t.
数轴是数形结合的产物,分析数轴上点的运动要结合图形进行分析,点在数轴上运动形成的路径可看作数轴上线段的和差关系.
【考法一、点的运动时间】
例.如图1,在数轴上点表示的数为,点表示的数为满足,点是数轴原点.
(1)点表示的数为______,点表示的数为______,线段的长为______;
(2)若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,请在数轴上找一点,使,则点在数轴上表示的数为______;
(3)在图1基础上,将一根长度为6个单位的木棒放在数轴上(如图2).木棒的右端与数轴上的点重合,以每秒2个单位长度的速度向点移动;木棒出发6秒后,动点从点出发,以每秒3个单位长度的速度向点移动;且当点到达点时,木棒与点同时停止移动.设点移动的时间为秒,当为多少时,点恰好距离木棒2个单位长度?
变式1.如图,在数轴上所对应的数为.
(1)点与点相距4个单位长度,则点所对应的数为______.
(2)在(1)的条件下,如图,点以每秒2个单位长度沿数轴向左运动,点以每秒2个单位长度沿数轴向右运动,当点运动到所在的点处时,求,两点间距离.
(3)如图,若点对应的数是10,现有点从点出发,以4个单位长度/秒的速度向右运动,同时另一点从点出发,以1个单位长度/秒的速度向右运动,设运动时间为秒.在运动过程中,到的距离、到的距离以及到的距离中,是否会有某两段距离相等的时候?若有,请求出此时的值;若没有,请说明理由.
变式2.数轴体现了数形结合的数学思想,若数轴上点A,B表示的数分别为a,b,则A、B两点之间的距离表示为.如:点A表示的数为2,点B表示的数为3,则.
问题提出:
(1)填空:如图,数轴上点A表示的数为−2,点B表示的数为13,A、B两点之间的距离______,线段AB的中点表示的数为______.
(2)拓展探究:若点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点Q从点B出发.以每秒2个单位长度的速度向左运动.设运动时间为t秒(t>0)
①用含t的式子表示:t秒后,点Р表示的数为______;点Q表示的数为______;
②求当t为何值时,P、Q两点相遇,并写出相遇点所表示的数.
(3)类比延伸:在(2)的条件下,如果P、Q两点相遇后按照原来的速度继续运动,当各自到达线段AB的端点后立即改变运动方向,并以原来的速度在线段AB上做往复运动,那么再经过多长时间P、Q两点第二次相遇.请直接写出所需要的时间和此时相遇点所表示的数.
变式3.已知a、b为常数,且满足,其中a、b分别为点A、点B在数轴上表示的数,如图所示,动点E、F分别从A、B同时开始运动,点E以每秒6个单位向左运动,点F以每秒2个单位向右运动,设运动时间为t秒.
(1)求a、b的值;
(2)请用含t的代数式表示点E在数轴上对应的数为:______;点F在数轴上对应的数为:______;
(3)当E、F相遇后,点E继续保持向左运动,点F在原地停留4秒后向左运动且速度变为原来的5倍,在整个运动过程中,当E、F之间的距离为2个单位时,请求出运动时间t的值.
【考法二、定值问题】
例.如图,线段,动点P从A出发,以2个单位/秒的速度沿射线运动,M为的中点.
(1)出发多少秒后,;
(2)当P在线段上运动时,试说明为定值.
(3)当P在延长线上运动,N为的中点,下列两个结论:
①长度不变;②的值不变.选出一个正确的结论,并求其值.
变式1.阅读下面的材料:如图,若线段在数轴上,,点表示的数分别为,,则线段的长(点到点的距离)可表示为,
请用上面材料中的知识解答下面的问题:
如图,一个点从数轴上的原点开始,先向左移动到达点,再向左移动到达点,然后向右移动到达点,用个单位长度表示.
(1)请你在数轴上表示出,,三点的位置,并直接写出线段的长度;
(2)若数轴上有一点,且,则点表示的数是什么?
(3)若将点向右移动,请用代数式表示移动后的点表示的数?
(4)若点以每秒的速度向左移动至点,同时点、点分别以每秒和的速度向右移动至点、点,设移动时间为秒,试探索:的值是否会随着的变化而变化?请说明理由.
变式2.如图,已知数轴上原点为,点表示的数为是数轴上在左侧的一点,且两点间的距离为.动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为秒.
(1)数轴上点表示的数是 ,点表示的数是 (用含的代数式表示);
(2)动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,若点同时出发;
当点运动多少秒时,点与点间的距离为个单位长度?
若点间的距离记为,点间的距离记为,是否存在一个数,使得的值与无关?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
变式3.若点在数轴上对应的数为,点在数轴上对应的数为,我们把、两点之间的距离表示为,记,且,满足.
(1) ; ;线段的长 ;
(2)点在数轴上对应的数是,且与互为相反数,在数轴上是否存在点,使得?若存在,求出点对应的数;若不存在,请说明理由;
(3)在()、()的条件下,点、、开始在数轴上运动,若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,秒钟后,若点和点之间的距离表示为,点和点之间的距离表示为,那么的值是否随着时间的变化而变化?若变化,请说明理由;若不变,请求出的值.
【考法三、点往返运动问题】
例.已知数轴上点与点之间的距的距离为个单位长度,点在原点的左侧,到原点的距离为个单位长度,点在点的右侧,点表示的数与点表示的数互为相反数,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度向点移动,设移动时间为秒.
(1)点表示的数为 ,点表示的数为 ,点表示的数为 .
(2)用含的代数式分别表示点到点和点的距离: , .
(3)当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位长度的速度向点运动,点到达点后,立即以同样的速度返回点,在点开始运动后,当两点之间的距离为个单位长度时,求此时点表示的数.
变式1.如图所示,已知数轴上A,B两点对应的数分别为-2,4,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.
(1)若点P到点A,B的距离相等,求点P对应的数x的值.
(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A,B的距离之和为8?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由.
(3)点A,B分别以2个单位长度/分、1个单位长度/分的速度向右运动,同时点P以5个单位长度/分的速度从O点向左运动.当遇到A时,点P立即以同样的速度向右运动,并不停地往返于点A与点B之间.当点A与点B重合时,点P经过的总路程是多少?
变式2.数轴上有、、三点,分别表示有理数、、,动点、Q开始时都在A处,P以每秒个单位的速度向右移动,当点运动到点时运动停止.设点移动时间为秒.
()用含的代数式表示点对应的数:__________.
()当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位的速度向点运动,点到达点后,再立即以同样的速度返回点.
①动点、到达同一位置(即相遇)时,求t的值.
②当= 时,.
变式3.已知数轴上有、、三个点,分别表示有理数、、,动点从出发,以每秒个单位长度的速度向终点移动,设移动时间为秒.若用,,分别表示点与点、点、点的距离,试回答以下问题.
(1)当点运动秒时,______,______,______;
(2)当点运动了秒时,请用含的代数式表示到点、点、点的距离:______,______,______;
(3)经过几秒后,点到点、点的距离相等?此时点表示的数是多少?
(4)当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位长度的速度向点运动,点到达点后,再立即以同样速度返回,运动到终点.在点开始运动后,、两点之间的距离能否为个单位长度?如果能,请直接写出点表示的数;如果不能,请说明理由.
【考法四、数轴折叠问题】
例.七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究“折线数轴”.
探索“折线数轴”
素材1 如图,将一条数轴在原点O,点B,点C处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示,点B表示,点C表示24,点D表示,我们称点A与点D在数轴上的“友好距离”为个单位长度,并表示为.
素材2 动点P从点A出发,以2个单位长度/秒的初始速度沿着“折线数轴”向其正方向运动.当运动到点O与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点B与点C之间时速度变为初始速度的两倍.经过点C后立刻恢复初始速度.
问题解决
探索1 动点P从点A运动至点B需要多少时间?
探索2 动点P从点A出发,运动t秒至点B和点C之间时,求点P表示的数(用含t的代数式表示);
探索3 动点P从点A出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点P运动的时间.
变式1.综合与探究
数轴可以将数与形完美结合.请借助数轴,结合具体情境解答下列问题:
(1)平移运动
一机器人从原点O开始,第1次向左跳1个单位,紧接着第2次向右跳2个单位,第3次向左跳3个单位,第4次向右跳4个单位,…,依此规律跳,当它跳完5次时,落在数轴上的点表示的数是 ;当它跳完2024次时,落在数轴上的点表示的数是 .
(2)翻折变换
①若折叠数轴所在纸条,表示的点与表示3的点重合,则表示5的点与表示 的点重合.
②若数轴上D、E两点经折叠后重合,两点之间的距离为2024(D在E的左侧,且折痕与①折痕相同),则D点表示 ,E点表示 .
③一条数轴上有点M、N、P,其中点M、N表示的数分别是、8,现以点P为折点,将数轴向右对折,若点M对应的点落在点N的右边,并且线段的长度为3,请直接写出点P表示的数 .
变式2.如图①,在数轴上,点O为坐标原点,点A、B、C、D表示的数分别是、6、18、26.动点P、Q同时出发,动点P从点B出发,沿数轴以每秒4个单位的速度向点C运动,当点P运动到点C后,立即按原来的速度返回.动点Q从点C出发,沿数轴以每秒2个单位的速度向终点D运动.当点Q到达点D时,点P也停止运动,设点P的运动时间为t()秒.
(1)点A与原点O的距离是 .
(2)点P从点B向点C运动过程中,点P与原点O的距离是 (用含t的代数式表示).
(3)点P从点B向点C运动过程中,当点P与原点O的距离恰好等于点P与点Q的距离时,求t的值.
(4)在点P、Q的整个运动过程中,若将数轴在点O和点P处各折一下,使点Q与点A重合,如图②所示,当所构成的三角形中恰好有两条边相等时,求t的值.
【课后练习】
1.阅读:如图,已知数轴上有、、三个点,它们表示的数分别是,,.到的距离可以用表示,计算方法:,或.根据阅读完成下列问题:
(1)填空: , .
(2)若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,试探索:到的距离与到的距离的差(即)的值是否随着时间的变化而改变?请说明理由.
(3)现有动点、都从点出发,点以每秒个单位长度的速度向右移动,当点移动秒时,点才从点出发,并以每秒个单位长度的速度向右移动.设点移动的时间为秒(),直接写出、两点间的距离(用含的代数式表示).
2.阅读下面的材料:
如图1,在数轴上A点所示的数为a,B点表示的数为b,则点A到点B的距离记为,线段的长可以用右边的数减去左边的数表示,即.
请用上面的知识解答下面的问题:
如图2,一个点从数轴上的原点开始,先向左移动到达A点,再向左移动到达B点,然后向右移动到达C点,用1个单位长度表示.
(1)请你在数轴上表示出A,B,C三点的位置:
(2)点C到点A的距离______;若数轴上有一点D,且,则点D表示的数为_________;
(3)若将点A向右移动,则移动后的点表示的数为_____;(用代数式表示)
(4)若点B以每秒的速度向左移动,同时A.C点分别以每秒、的速度向右移动,设移动时间为t秒,试探索:的值是否会随着t的变化而改变?请说明理由.
3.如图:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数.
(1)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与______表示的点重合;
(2)若点、点和点分别以每秒个单位、个单位长度和个单位长度的速度在数轴上同时向左运动.
若秒钟过后,三点中恰有一点为另外两点的中点,求值;
②当点在点右侧时,是否存在常数,使的值为定值,若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
4.如图,在数轴上从左往右依次有四个点,其中点表示的数分别是,且.
(1)点D表示的数是 ;(直接写出结果)
(2)线段以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时线段以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,设运动时间是(秒),当两条线段重叠部分是2个单位长度时.
①求的值;
②线段上是否存在一点,满足?若存在,求出点表示的数;若不存在,请说明理由.
5.如图,数轴上有A, B两点,分别表示的数为,,且.点P从A点出发以每秒13个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,当它到达B点后立即以相同的速度返回往A点运动,并持续在A,B两点间往返运动.在点P出发的同时,点Q从B点出发以每秒2个单位长度向左匀速运动,当点Q达到A点时,点P,Q停止运动.
(1)填空: , ;
(2)求运动了多长时间后,点P,Q第一次相遇,以及相遇点所表示的数;
(3)求当点P,Q停止运动时,点P所在的位置表示的数;
(4)在整个运动过程中,点P和点Q一共相遇了几次.(直接写出答案)
6.定义:数轴上A、B两点的距离为a个单位记作,根据定义完成下列各题.
两个长方形和的宽都是3个单位长度,长方形的长是6个单位长度,长方形的长是10个单位长度,其中点A、D、E、H在数轴上(如图),点E在数轴上表示的数是5,且E、D两点之间的距离为14,原点记为0.
(1)求数轴上点H、A所表示的数?
(2)若长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动,数轴上有M、N两点,其中点M在A、D两点之间,且,其中点N在E、H两点之间,且,设运动时间为x秒.
①经过x秒后,M点表示的数是 ,N点表示的数是 (用含x的式子表示,结果需化简).
②求(用含x的式子表示,结果需化简).
(3)若长方形以2个单位长度/秒的速度向右匀速运动,长方形固定不动,设长方形运动的时间为秒,两个长方形重叠部分的面积为S,当时,求此时t的值.
7.已知三点在数轴上所对应的数分别为且满足.动点从点出发,以2单位/秒的速度向右运动,同时,动点从点出发,以1单位秒的速度向左运动,线段为“变速区”,规则为: 从点运动到点期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,从点运动到点期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速.当点到达点时,两点都停止运动.设运动的时间为秒.
(1) ______,______,______;
(2)①动点从点运动至点时,求的值;
②两点相遇时,求相遇点在数轴上所对应的数;
(3)若点为线段中点,当________秒时,.
8.如图,O是数轴的原点,A、B是数轴上的两个点,A点对应的数是,B点对应的数是8,C是线段上一点,满足.
(1)求C点对应的数;
(2)动点M从A点出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,当点M到达C点后停留2秒钟,然后继续按原速沿数轴向右匀速运动到B点后停止.在点M从A点出发的同时,动点N从B点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴匀速向左运动,一直运动到A点后停止.设点N的运动时间为t秒.
①当时,求t的值;
②在点M,N出发的同时,点P从C点出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,当点P与点M相遇后,点P立即掉头按原速沿数轴向右匀速运动,当点P与点N相遇后,点P又立即掉头按原速沿数轴向左匀速运动到A点后停止.当时,请直接写出t的值.
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专题03 数轴上的动点问题压轴题四种考法全梳理
目录
【知识点归纳】 1
【考法一、点的运动时间】 2
【考法二、定值问题】 8
【考法三、点往返运动问题】 13
【考法四、数轴折叠问题】 18
【课后练习】 23
【知识点归纳】
1.数轴上两点间的距离
如图,A、B表示的数为a、b,则A与B间的距离AB=|a-b|;
当a,b的大小已知时,“大减小(右减左)”,不知大小时,“绝对值”(两数差的绝对值).
2.数轴上两点间中点表示的数
如图,C是AB的中点,则C表示的数x=;理由:AC=BC,则x-a=b-x,∴x=.
3.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.
例:P从A出发,以2个单位/秒速度向右运动,t秒后达到的点表示的数为:a+2t.
数轴是数形结合的产物,分析数轴上点的运动要结合图形进行分析,点在数轴上运动形成的路径可看作数轴上线段的和差关系.
【考法一、点的运动时间】
例.如图1,在数轴上点表示的数为,点表示的数为满足,点是数轴原点.
(1)点表示的数为______,点表示的数为______,线段的长为______;
(2)若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,请在数轴上找一点,使,则点在数轴上表示的数为______;
(3)在图1基础上,将一根长度为6个单位的木棒放在数轴上(如图2).木棒的右端与数轴上的点重合,以每秒2个单位长度的速度向点移动;木棒出发6秒后,动点从点出发,以每秒3个单位长度的速度向点移动;且当点到达点时,木棒与点同时停止移动.设点移动的时间为秒,当为多少时,点恰好距离木棒2个单位长度?
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】本题主要考查数轴,熟练掌握数轴的性质是解题的关键.
(1)根据绝对值和二次方的非负性求出的值即可得到答案;
(2)设未知数,分类讨论接触一元一次方程解题即可;
(3)分情况进行讨论列式计算即可.
【详解】(1)解:,
,
点表示的数为,点表示的数为,
线段的长为,
故答案为:;
(2)解:设点在数轴上表示的数为,
①当点在中间,,,
,
,
解得;
②当点在点左边,,,
,
,
解得;
③当点在点右边,不符合题意;
故答案为:或.
(3)解:①当点位于木棒左侧时,,
解得,
②当点位于木棒左侧时,,
解得,
当点到达点时,木棒与点同时停止移动,
,
故舍去,
故点移动的时间为秒.
变式1.如图,在数轴上所对应的数为.
(1)点与点相距4个单位长度,则点所对应的数为______.
(2)在(1)的条件下,如图,点以每秒2个单位长度沿数轴向左运动,点以每秒2个单位长度沿数轴向右运动,当点运动到所在的点处时,求,两点间距离.
(3)如图,若点对应的数是10,现有点从点出发,以4个单位长度/秒的速度向右运动,同时另一点从点出发,以1个单位长度/秒的速度向右运动,设运动时间为秒.在运动过程中,到的距离、到的距离以及到的距离中,是否会有某两段距离相等的时候?若有,请求出此时的值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)或2;(2)4或12;(3)有,2.4或4或或6或3
【分析】(1)分类讨论,分别求出点B在点A左侧以及点B在点A右侧时点B所对应的数即可.
(2)分类讨论,分别求出点B对应的数为2和-6时,A、B两点之间的距离即可.
(3)由题可知:点表示的数为,点表示的数为,分别表示出AP、BQ、PQ、PB,分三类讨论,分别求出①当时,②当时,③当时对应的t的值.
【详解】(1)点在点左侧时,
为:,
点在点右侧时,
为:,
综上所述,点对应的数为或2.
(2)①当对应的数为时,
:个单位,(秒),
:,
∴;
②当对应的数为2时,
:个单位,(秒),
:,
.
综上所述,,两点之间的距离为4或12.
(3)在运动过程中,会有两段距离相等的时候,
由题可知:点表示的数为,
点表示的数为,
∴,
,
,
,
分三种情况:
①当时,
为中点或与重合,
若为中点,如图,
则,
即,
解得,
若与重合,如图,
则,
即,
解得.
②当时,
为中点或,重合,
若为中点,如图,
则,
即,
解得,
若,重合,则(不合题意)
③当时,
为中点或,重合,
若为中点,如图,
则,
即,
解得,
若,重合,
则,
即,
解得.
综上所述,当或4或或6或3时,线段,,中存在两条线段相等.
【点睛】本题主要考查数轴上两点间距离的表示方法,熟记数轴上两点间距离的表示方法以及分类讨论思想的运用是解题关键.
变式2.数轴体现了数形结合的数学思想,若数轴上点A,B表示的数分别为a,b,则A、B两点之间的距离表示为.如:点A表示的数为2,点B表示的数为3,则.
问题提出:
(1)填空:如图,数轴上点A表示的数为−2,点B表示的数为13,A、B两点之间的距离______,线段AB的中点表示的数为______.
(2)拓展探究:若点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点Q从点B出发.以每秒2个单位长度的速度向左运动.设运动时间为t秒(t>0)
①用含t的式子表示:t秒后,点Р表示的数为______;点Q表示的数为______;
②求当t为何值时,P、Q两点相遇,并写出相遇点所表示的数.
(3)类比延伸:在(2)的条件下,如果P、Q两点相遇后按照原来的速度继续运动,当各自到达线段AB的端点后立即改变运动方向,并以原来的速度在线段AB上做往复运动,那么再经过多长时间P、Q两点第二次相遇.请直接写出所需要的时间和此时相遇点所表示的数.
【答案】(1);
(2)①;;②当t为3时,P、Q两点相遇;相遇点所表示的数是7
(3)所需要的时间为9秒;相遇点所表示的数是1
【分析】(1)由A表示的数为−2,点B表示的数为13,即得AB=15,线段AB的中点表示的数为;
(2)①t秒后,点P表示的数为−2+3t,点Q表示的数为 13−2t;
②根据题意得:−2+3t=13−2t,即可解得t=3,相遇点所表示的数为−2+3×3=7;
(3)由已知返回途中,P表示的数是13−3(t−5),Q表示的数是−2+2(t−),即得:13−3(t−5)=−2+2(t−),可解得t=9,第二次相遇点所表示的数为:13−3×(9−5)=1.
【详解】(1)∵A表示的数为−2,点B表示的数为13,
∴AB=|13−(−2)|=15,线段AB的中点表示的数为;
故答案为:15;.
(2)①t秒后,点P表示的数为−2+3t,点Q表示的数为13−2t;
故答案为:−2+3t;13−2t.
②根据题意得:−2+3t=13−2t,解得t=3,
相遇点所表示的数为−2+3×3=7;
答:当t为3时,P,Q两点相遇,相遇点所表示的数是7.
(3)由已知得:P运动5秒到B,Q运动秒到A,
返回途中,P表示的数是13−3(t−5),Q表示的数是−2+2(t−),
根据题意得:13−3(t−5)=−2+2(t−),
解得t=9,
第二次相遇点所表示的数为:13−3×(9−5)=1,
答:所需要的时间为9秒,相遇点所表示的数是1.
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,解题的关键是读懂题意,用含t的代数式表示运动后的点所表示的数.
变式3.已知a、b为常数,且满足,其中a、b分别为点A、点B在数轴上表示的数,如图所示,动点E、F分别从A、B同时开始运动,点E以每秒6个单位向左运动,点F以每秒2个单位向右运动,设运动时间为t秒.
(1)求a、b的值;
(2)请用含t的代数式表示点E在数轴上对应的数为:______;点F在数轴上对应的数为:______;
(3)当E、F相遇后,点E继续保持向左运动,点F在原地停留4秒后向左运动且速度变为原来的5倍,在整个运动过程中,当E、F之间的距离为2个单位时,请求出运动时间t的值.
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】本题主要考查了一元一次方程的应用,列代数式,
(1)根据绝对值和平方式的非负性得出a和b的值即可;
(2)根据点的运动得出代数式即可;
(3)分四种不同情况进行分类讨论,根据路程=速度×时间,列方程求解即可.
解题的关键是要运用分类讨论的思想.
【详解】(1)解: ,
,
;
(2)解:由题意可知,E点对应的数为:,
F对应的数为,
故答案为:,;
(3)解:在相遇前:,
设时E、F相遇,
即;
解得,
①当E点在F点左侧时,且F点没动时,
由题意可得,,
解得:,
②当E点在F点左侧时,且F点已动时,
,解得:,
③当点E在点F右侧时,
由题意,解得:,
综上所述,符合条件的t的值为:.
【考法二、定值问题】
例.如图,线段,动点P从A出发,以2个单位/秒的速度沿射线运动,M为的中点.
(1)出发多少秒后,;
(2)当P在线段上运动时,试说明为定值.
(3)当P在延长线上运动,N为的中点,下列两个结论:
①长度不变;②的值不变.选出一个正确的结论,并求其值.
【答案】(1)6秒
(2)24
(3)①,12
【分析】本题考查了数轴上的动点问题以及数轴的两点间的距离,解答本题的关键是用含时间的式子表示出各线段的长度,有一定难度.
(1)分两种情况讨论,①点P在点B左边,②点P在点B右边,分别求出t的值即可.
(2)表示出后,化简即可得出结论.
(3),分别表示出的长度,即可作出判断.
【详解】(1)解:如图1,
设出发秒后,
当点P在点B左边时,,
由题意得,,
解得:;
当点P在点B右边时,,
由题意得:,方程无解;
综上可得:出发6秒后.
(2)解:∵,
∴;
(3)解:选①;
如图2,
∵,
∴①(定值);
或者②(变化).
变式1.阅读下面的材料:如图,若线段在数轴上,,点表示的数分别为,,则线段的长(点到点的距离)可表示为,
请用上面材料中的知识解答下面的问题:
如图,一个点从数轴上的原点开始,先向左移动到达点,再向左移动到达点,然后向右移动到达点,用个单位长度表示.
(1)请你在数轴上表示出,,三点的位置,并直接写出线段的长度;
(2)若数轴上有一点,且,则点表示的数是什么?
(3)若将点向右移动,请用代数式表示移动后的点表示的数?
(4)若点以每秒的速度向左移动至点,同时点、点分别以每秒和的速度向右移动至点、点,设移动时间为秒,试探索:的值是否会随着的变化而变化?请说明理由.
【答案】(1)如解析图,;
(2)或;
(3);
(4)的值不会随着的变化而变化,理由见解析.
【分析】()根据题意容易画出图形,根据题意即可求出的长度;
()设表示的数为,由绝对值的意义容易得出结果;
()将点A向右移动xcm,则移动后的点表示的数为;
()用代数式表示出和 再相减即可得出结论;
此题考查了数轴,掌握数轴上两点之间的距离求解方法是解决问题的关键.
【详解】(1)如图,
;
(2)设表示的数为,
∵,
∴,
解得:或,
∴点表示的数为或;
(3)将点向右移动,则移动后的点表示的数为;
(4)的值不会随着的变化而变化,理由如下:
根据题意得:,
,
∴,
∴的值不会随着的变化而变化.
变式2.如图,已知数轴上原点为,点表示的数为是数轴上在左侧的一点,且两点间的距离为.动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为秒.
(1)数轴上点表示的数是 ,点表示的数是 (用含的代数式表示);
(2)动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,若点同时出发;
当点运动多少秒时,点与点间的距离为个单位长度?
若点间的距离记为,点间的距离记为,是否存在一个数,使得的值与无关?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;
(2)当点运动秒或秒时,点与点间的距离为个单位长度;存在,或.
【分析】()利用两点间的距离为即可求出点表示的数,根据动点则可求出表示的数;
()利用数轴上两点间的距离即可求解;
利用数轴上两点间的距离和整式化简不含则有系数为零即可求解;
此题考查了数轴和绝对值,解题的关键是熟练掌握数轴上两点间的距离和绝对值化简及其应用.
【详解】(1)设点表示的数为,
∵是数轴上在左侧的一点,且,两点间的距离为,
∴,解得:,
∴点表示的数是,
∵动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,
∴点表示的数是,
故答案为:,;
(2)同理,点表示的数是,
依题意,得,整理得:,
解得或,
∴当点运动秒或秒时,点与点间的距离为个单位长度;
②存在,理由:
由题意得:点表示的数是:,
∴,,
当时,即,
∴,
若的值与无关,则,解得;
当时,,
若的值与无关,则,解得;
当时,,
若的值与无关,则,解得
∴综上可知:当或时,的值与无关.
变式3.若点在数轴上对应的数为,点在数轴上对应的数为,我们把、两点之间的距离表示为,记,且,满足.
(1) ; ;线段的长 ;
(2)点在数轴上对应的数是,且与互为相反数,在数轴上是否存在点,使得?若存在,求出点对应的数;若不存在,请说明理由;
(3)在()、()的条件下,点、、开始在数轴上运动,若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,秒钟后,若点和点之间的距离表示为,点和点之间的距离表示为,那么的值是否随着时间的变化而变化?若变化,请说明理由;若不变,请求出的值.
【答案】(1),,;
(2)或;
(3)的值不随着时间的变化而变化,值为.
【分析】()根据绝对值及平方的非负性,求出,的值,从而求出线段的长;
()设P对应的数为y,再由,可得出点对应的数;
()根据,,的运动情况即可确定,的变化情况,即可确定的值.
【详解】(1)∵,
∴, ,
解得:,,
∴线段的长为:,
故答案为:,,;
(2)由()得:,
∴,
设对应的数为,
由图知:
在右侧时,不可能存在点;
在左侧时,,
解得: ,
当在、中间时,,
解得: ,
故点对应的数是或;
(3)的值不随着时间的变化而变化,理由如下:
秒钟后,点位置为:,
∴点的位置为: ,点的位置为: ,
∴,
∴,
∴的值不随着时间的变化而变化,值为.
【点睛】此题考查了非负数的应用,数轴的应用,数轴上的距离,理解数轴上点的距离是解题的关键.
【考法三、点往返运动问题】
例.已知数轴上点与点之间的距的距离为个单位长度,点在原点的左侧,到原点的距离为个单位长度,点在点的右侧,点表示的数与点表示的数互为相反数,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度向点移动,设移动时间为秒.
(1)点表示的数为 ,点表示的数为 ,点表示的数为 .
(2)用含的代数式分别表示点到点和点的距离: , .
(3)当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位长度的速度向点运动,点到达点后,立即以同样的速度返回点,在点开始运动后,当两点之间的距离为个单位长度时,求此时点表示的数.
【答案】(1),,;(2),;(3),,,
【分析】(1)根据点在原点的左侧,到原点的距离为个单位长度,可得知A表示的数为,然后结合数轴的性质以及相反数的性质进一步求解即可;
(2)根据题意可得PA相当于P点的运动距离,而PC可由AB−PA计算即可;
(3)根据题意,分Q点到C点之前与到达C点返回两种情况进一步讨论即可.
【详解】(1)∵点在原点的左侧,到原点的距离为个单位长度,
∴点A表示的数为,
∵点与点之间的距的距离为个单位长度,点在点的右侧,
∴点表示的数为,
∵点表示的数与点表示的数互为相反数,
∴点表示的数为12,
故答案为:,,;
(2)由题意可得:PA相当于P点的运动距离,
∴PA=,
∴PC=AB−PA=,
故答案为:,;
(3)设、两点之间的距离为时,点的运动时间为秒,
此时点表示的数是.
当时,秒时点表示的数是,
则,或−,
解得m=7或5,
∴此时点表示的数是或;
当时,秒后点表示的数是,
则,或−=2,
解得或,
∴此时点表示的数是或.
综上,当、两点之间的距离为时,此时点表示的数可以是,,,.
【点睛】本题主要考查了数轴上的动点问题,熟练掌握相关方法并加以分类讨论是解题关键.
变式1.如图所示,已知数轴上A,B两点对应的数分别为-2,4,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.
(1)若点P到点A,B的距离相等,求点P对应的数x的值.
(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A,B的距离之和为8?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由.
(3)点A,B分别以2个单位长度/分、1个单位长度/分的速度向右运动,同时点P以5个单位长度/分的速度从O点向左运动.当遇到A时,点P立即以同样的速度向右运动,并不停地往返于点A与点B之间.当点A与点B重合时,点P经过的总路程是多少?
【答案】(1)x=1;(2) x=-3或x=5;(3) 30.
【分析】(1)根据题意可得4-x=x-(-2),解出x的值;
(2)此题分为两种情况,当点P在B的右边时,当点P在B的左边时,分别列出方程求解即可;
(3)设经过x分钟点A与点B重合,根据题意得:2x=6+x进而求出即可.
【详解】(1)4-x=x-(-2),解得:x=1
(2)①当点P在B的右边时得:x-(-2)+x-4=8,解得:x=5,
②当点P在B的左边时得:-2-x+4-x=8,解得:x=-3,则x=-3或x=5.
(3)设经过x分钟点A与点B重合,根据题意得:2x=6+x,解得:x=6,则5x=30,故答案为30个单位长度.
【点睛】本题主要考查了一元二次方程的应用,解此题的要点在于根据数轴得出点的位置.
变式2.数轴上有、、三点,分别表示有理数、、,动点、Q开始时都在A处,P以每秒个单位的速度向右移动,当点运动到点时运动停止.设点移动时间为秒.
()用含的代数式表示点对应的数:__________.
()当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位的速度向点运动,点到达点后,再立即以同样的速度返回点.
①动点、到达同一位置(即相遇)时,求t的值.
②当= 时,.
【答案】(1)-26x+t;(2)①32或,② 3,29,35,,或.
【分析】(1)根据两点间的距离,可得P点对应的数;
(2)①需要分类讨论:Q返回前相遇和Q返回后相遇;②需要分类讨论:Q没有出发前PQ=3,Q返回前PQ=3和Q返回后PQ=3.
【详解】(1)∵动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向右移动,A点表示的数为-26,
∴移动时间为t秒时,P点对应的数为-26+t,
故答案为-26+t;
(2)①当点Q到达C点之前、相遇时,有-26+t=2t-58,
解得:t=32;
当点Q到达C之后、相遇时,有-26+t=20-2(t-39),
解得:t=.
故答案为32或;
②Q没有出发前PQ=3,t=3÷1=3(秒);
Q返回前PQ=3,t=32-3÷(2-1)=29(秒)或t=32+3÷(2-1)=35(秒);
Q返回后PQ=3,t=-3÷(2+1)=(秒)或t=+3÷(2+1)=(秒).
综上所述,当PQ=3时,t的值是3或29或35或或秒.
【点睛】本题考查了数轴,一元一次方程的应用.解答(2)题时,对t分类讨论是解题关键.
变式3.已知数轴上有、、三个点,分别表示有理数、、,动点从出发,以每秒个单位长度的速度向终点移动,设移动时间为秒.若用,,分别表示点与点、点、点的距离,试回答以下问题.
(1)当点运动秒时,______,______,______;
(2)当点运动了秒时,请用含的代数式表示到点、点、点的距离:______,______,______;
(3)经过几秒后,点到点、点的距离相等?此时点表示的数是多少?
(4)当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位长度的速度向点运动,点到达点后,再立即以同样速度返回,运动到终点.在点开始运动后,、两点之间的距离能否为个单位长度?如果能,请直接写出点表示的数;如果不能,请说明理由.
【答案】(1),,;
(2),,;
(3);
(4),,,.
【分析】()根据题意求得时,点的位置,进而求得两点距离;
()先表示出点的位置表示的数,进而求得两点距离;
()根据题意,列一元一次方程,解方程求解即可;
()分点到达点之前,和点到达点之后,两种情形,根据两点距离为,建立一元一次方程解方程求解即可;
此题考查了数轴上动点问题,数轴上两点距离问题,一元一次方程的应用,数形结合是解题的关键.
【详解】(1)∵、、三个点,分别表示有理数、、,动点从出发,以每秒个单位长度的速度向终点移动,设移动时间为秒,
∴时,点表示的数为,
∴当点运动秒时,,,,
故答案为:,,;
(2)依题意,当点运动了秒时,
则,点表示的数为,
∴,,
故答案为:,,;
(3)∵,
∴,
即或,
解得:,
∴点表示的数为;
(4)根据题意,设经过秒后、两点之间的距离为个单位长度,点运动到点需要的时间为:(秒)
当点未到达点,
此时,,则点表示的数为,点表示的数为,
则,
即或,
解得:或,
∴点表示的数为或;
当点从点返回后,
此时,,
则点表示的数为,点表示的数为,
则,
即或,解得或,
∴点表示的数为或,
综上所述,点表示的数为,,,.
【考法四、数轴折叠问题】
例.七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究“折线数轴”.
探索“折线数轴”
素材1 如图,将一条数轴在原点O,点B,点C处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示,点B表示,点C表示24,点D表示,我们称点A与点D在数轴上的“友好距离”为个单位长度,并表示为.
素材2 动点P从点A出发,以2个单位长度/秒的初始速度沿着“折线数轴”向其正方向运动.当运动到点O与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点B与点C之间时速度变为初始速度的两倍.经过点C后立刻恢复初始速度.
问题解决
探索1 动点P从点A运动至点B需要多少时间?
探索2 动点P从点A出发,运动t秒至点B和点C之间时,求点P表示的数(用含t的代数式表示);
探索3 动点P从点A出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点P运动的时间.
【答案】探索1:P从点A运动至点B的时间为秒;探索2:P表示的数为;探索3:动点P运动的时间是秒或秒.
【分析】本题考查数轴上动点计算问题及数轴上两点间距离问题,根据时间等于路程除以速度结合数轴上两点间距离列式求解即可得到答案;
【详解】解:探索1:∵点A表示,点B表示,
∴,,
∵P在段初始速度为2个单位长度/秒,P在段速度为初始速度的一半,
∴P在段速度为1个单位长度/秒,
∴P从点A运动至点B的时间为:(秒);
探索2 ∵P的初始速度为2个单位长度/秒,P在段速度为初始速度的两倍,
∴P在段速度为4个单位长度/秒,
由探索1可得:P在段运动时间为:秒,
∴,
∵点B表示,
∴P表示的数为:,
探索3:设t秒后,
①当P在上时,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴(秒);
②当P在上时
∵,
∴,
∵,
∴,
∴(秒).
综上:动点P运动的时间为秒或秒.
变式1.综合与探究
数轴可以将数与形完美结合.请借助数轴,结合具体情境解答下列问题:
(1)平移运动
一机器人从原点O开始,第1次向左跳1个单位,紧接着第2次向右跳2个单位,第3次向左跳3个单位,第4次向右跳4个单位,…,依此规律跳,当它跳完5次时,落在数轴上的点表示的数是 ;当它跳完2024次时,落在数轴上的点表示的数是 .
(2)翻折变换
①若折叠数轴所在纸条,表示的点与表示3的点重合,则表示5的点与表示 的点重合.
②若数轴上D、E两点经折叠后重合,两点之间的距离为2024(D在E的左侧,且折痕与①折痕相同),则D点表示 ,E点表示 .
③一条数轴上有点M、N、P,其中点M、N表示的数分别是、8,现以点P为折点,将数轴向右对折,若点M对应的点落在点N的右边,并且线段的长度为3,请直接写出点P表示的数 .
【答案】(1);1012
(2)①;②;1013;③
【分析】本题考查图形变化的规律,熟知折叠后能重合的两个点到折点的距离相等是解题的关键.
(1)根据机器人的运动方式,依次求出每次跳完落在数轴上时所表示的数,发现规律即可解决问题.
(2)根据折叠后重合的点到折点的距离相等即可解决问题.
【详解】(1)解:根据机器人的运动方式可知,
它跳完第1次时,落在数轴上的点表示的数是:;
它跳完第2次时,落在数轴上的点表示的数是:1;
它跳完第3次时,落在数轴上的点表示的数是:;
它跳完第4次时,落在数轴上的点表示的数是:2;
它跳完第5次时,落在数轴上的点表示的数是:;
它跳完第6次时,落在数轴上的点表示的数是:3;
…,
由此可见,它跳完第次时,落在数轴上的点表示的数是n,
它跳完第次时,落在数轴上的点表示的数是;
当,即 时,
,
所以它跳完第5次时,落在数轴上的点表示的数是;
当,即时,
可得它跳完第2024次时,落在数轴上的点表示的数是1012;
故答案为: ,1012.
(2)①由表示的点与表示3的点重合可知,
,
则折点所表示的数为1.
因为,
所以表示5的点与表示的点重合.
故答案为:.
②因为折痕与①的折痕相同,
所以这次折叠的折点所表示的数也为1.
又因为,
所以点D表示的数为,点E表示的数为1013.
故答案为:,1013.
③由折叠可知,
,
因为点M、N表示的数分别是、8,
所以 .
又因为点落在点N的右边,并且线段的长度为3,
所以.
因为,,
所以点P表示的数为.
故答案为:.
变式2.如图①,在数轴上,点O为坐标原点,点A、B、C、D表示的数分别是、6、18、26.动点P、Q同时出发,动点P从点B出发,沿数轴以每秒4个单位的速度向点C运动,当点P运动到点C后,立即按原来的速度返回.动点Q从点C出发,沿数轴以每秒2个单位的速度向终点D运动.当点Q到达点D时,点P也停止运动,设点P的运动时间为t()秒.
(1)点A与原点O的距离是 .
(2)点P从点B向点C运动过程中,点P与原点O的距离是 (用含t的代数式表示).
(3)点P从点B向点C运动过程中,当点P与原点O的距离恰好等于点P与点Q的距离时,求t的值.
(4)在点P、Q的整个运动过程中,若将数轴在点O和点P处各折一下,使点Q与点A重合,如图②所示,当所构成的三角形中恰好有两条边相等时,求t的值.
【答案】(1)16
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)由点A表示的数是,根据两点之间的距离公式即可求解;
(2)由,,再根据即可求解;
(3)可求得当点P与点C重合时,,所以当点P从点B向点C运动时,,此时点P表示的数是,点Q表示的数是,且点Q在点P右侧,再根据两点间的距离公式代入即可求解;
(4)可求得当点Q与点D重合时,,当时,点P表示的数是,则再分六种情况讨论,一是当,且时,则;二是当,且时,则;三是当,且时,由(3)得;四是当,且时,则;五是当,且时,则;六是当,且时,则,解方程求出相应的符合题意的t值即可.
【详解】(1)解:点A表示的数是,
,
故答案为:16.
(2)解:∵点B表示的数是6,
,
,
,
故答案为:.
(3)解:当点P与点C重合时,则,
解得,
当点P从点B向点C运动时,,
点P表示的数是,点Q表示的数是,且点Q在点P右侧,
,
由,得,
解得:.
(4)解:当点Q与点D重合时,则,
解得,
当时,点P表示的数是,即,
,
当,且时,则,
解得:;
当,且时,则,
解得:;
当,且时,由(3)得;
当,且时,则,
解得:,不符合题意,舍去;
当,且时,由(3)得,
,
解得,不符合题意,舍去;
当,且时,则,
解得:,不符合题意,舍去,
综上所述,t的值是.
【点睛】此题重点考查等腰三角形的性质、数轴与绝对值、一元一次方程的解法、列一元一次方程解应用题、数形结合与分类讨论数学思想的运用等知识与方法,正确地用代数式表示点P、点Q所对应的数是解题的关键.
【课后练习】
1.阅读:如图,已知数轴上有、、三个点,它们表示的数分别是,,.到的距离可以用表示,计算方法:,或.根据阅读完成下列问题:
(1)填空: , .
(2)若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,试探索:到的距离与到的距离的差(即)的值是否随着时间的变化而改变?请说明理由.
(3)现有动点、都从点出发,点以每秒个单位长度的速度向右移动,当点移动秒时,点才从点出发,并以每秒个单位长度的速度向右移动.设点移动的时间为秒(),直接写出、两点间的距离(用含的代数式表示).
【答案】(1),;
(2)不变,理由见解析;
(3)或或.
【分析】()根据数轴上两点间距离公式计算即可;
()根据题意求出点,,向右移动后表示的数,然后根据数轴上两点间距离公式出表示,的值,最后再进行计算即可;
()分三种情况讨论,点在点处,点在点的右边,点在点的右边;
本题考查了列代数式,数轴,熟练掌握用数轴上两点间距离表示线段长是解题的关键,同时渗透了分类讨论的数学思想.
【详解】(1),,
故答案为:,;
(2)不变,理由:
因为:经过秒后,,,三点所对应的数分别是,,,
所以:,,
∵,
∴,,
∴,,
所以:,
所以的值不会随着时间的变化而改变;
(3)经过秒后,,两点所对应的数分别是,,
当点追上点时,,
解得:,
当时,点在还点处,
所以:,
当时,点在点的右边,
所以:,
当时,点在点的右边,
所以:,
综上所述,、两点间的距离为或或.
2.阅读下面的材料:
如图1,在数轴上A点所示的数为a,B点表示的数为b,则点A到点B的距离记为,线段的长可以用右边的数减去左边的数表示,即.
请用上面的知识解答下面的问题:
如图2,一个点从数轴上的原点开始,先向左移动到达A点,再向左移动到达B点,然后向右移动到达C点,用1个单位长度表示.
(1)请你在数轴上表示出A,B,C三点的位置:
(2)点C到点A的距离______;若数轴上有一点D,且,则点D表示的数为_________;
(3)若将点A向右移动,则移动后的点表示的数为_____;(用代数式表示)
(4)若点B以每秒的速度向左移动,同时A.C点分别以每秒、的速度向右移动,设移动时间为t秒,试探索:的值是否会随着t的变化而改变?请说明理由.
【答案】(1)A表示,B表示,C表示4,图见解析;
(2)6;或3;
(3);
(4)不会变化,理由见解析.
【分析】本题考查了数轴,解一元一次方程以及整式的加减运算,掌握数轴上两点之间的距离求解方法是解决问题的关键.
(1)根据题意分别表示出距离求出坐标,画出图形;
(2)根据距离公式得出的长度;设D表示的数为a,由绝对值的意义容易得出结果;
(3)将点A向右移动,则移动后的点表示的数为;
(4)表示出和,再相减即可得出结论.
【详解】(1)A:,即,A表示,
B:,即,B表示,
C:,即,C表示4,
A、B、C三点的位置如图所示:
(2)(cm);
设D表示的数为a,
,
,解得:或,
点D表示的数为或3;
故答案为:6;或3;
(3)将点A向右移动,则移动后的点表示的数为;
故答案为:
(4)的值不会随着t的变化而变化,理由如下:
根据题意得:平移后,cm ,
,
,
的值恒为3,不会随着t的变化而变化.
3.如图:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数.
(1)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与______表示的点重合;
(2)若点、点和点分别以每秒个单位、个单位长度和个单位长度的速度在数轴上同时向左运动.
若秒钟过后,三点中恰有一点为另外两点的中点,求值;
②当点在点右侧时,是否存在常数,使的值为定值,若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)或或;存在,.
【分析】()求出的长度和中点,然后求出中点到点的距离即中点到点的重合点的距离,即可求得点的重合点;
()分别以为中点,列出方程求解即可;使的值为定值,列出等式中的含项合并为,从而求出的值.
【详解】(1),
,
∴的中点表示的数为:,
∵,
点B的重合点为,
故答案为:;
(2)解:由题意可知,秒时,点所在的数为:,点所在的数为:,点所在的数为:,
()若为中点,
则 ,
解得;
()若为中点,
则 ,
解得;
()若为中点,
则,
解得;
综上,当或或时,三点中恰有一点为另外两点的中点;
假设存在.
∵在右侧,在右侧,
∴,,
∴,
当即时,
,为定值,
故存在常数使的值为定值.
【点睛】此题考查了数轴上两点间距离,数轴上动点问题,一元一次方程的应用,解题的关键是能用两点间的距离公式列出方程.
4.如图,在数轴上从左往右依次有四个点,其中点表示的数分别是,且.
(1)点D表示的数是 ;(直接写出结果)
(2)线段以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时线段以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,设运动时间是(秒),当两条线段重叠部分是2个单位长度时.
①求的值;
②线段上是否存在一点,满足?若存在,求出点表示的数;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)16;(2)①t的值为3或秒;②存在,P表示的数为.
【分析】(1)由数轴可知,AB=3,则CD=6,所以D表示的数为16,
(2)①当运动时间是秒时,在运动过程中,B点表示的数为3+2t,A点表示的数为2t,
C点表示的数为10-t,D点表示的数为16-t,分情况讨论两条线段重叠部分是2个单位长度解答即可;②分情况讨论当t=3秒, t=秒时,满足的点P, 注意P为线段AB上的点对x的值的限制.
【详解】(1)16
(2)①在运动过程中,B点表示的数为3+2t,A点表示的数为2t,C点表示的数为10-t,D点表示的数为16-t.
当BC=2,点B在点C的右边时,
由题意得:,
解得:t=3,
当AD=2,点A在点D的左边时,
由题意得:,
解得:t=.
综上,t的值为3或秒
②存在,理由如下:
当t=3时,A点表示的数为6,B点表示的数为9,C点表示的数为7,D点表示的数为13.
则,
,
,
解得:或,
又点在线段AB上,则
.
当时,A点表示的数为,B点表示的数为,C点表示的数为,D点表示的数为.
则,
,∴ ,
解得:或,
又,无解
综上,P表示的数为.
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用以及数轴,解题的关键是:(1)由路程=速度×时间结合运动方向找出运动t秒时点A、B、C、D所表示的数,(2)根据列出关于t的含绝对值符号的一元一次方程.
5.如图,数轴上有A, B两点,分别表示的数为,,且.点P从A点出发以每秒13个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,当它到达B点后立即以相同的速度返回往A点运动,并持续在A,B两点间往返运动.在点P出发的同时,点Q从B点出发以每秒2个单位长度向左匀速运动,当点Q达到A点时,点P,Q停止运动.
(1)填空: , ;
(2)求运动了多长时间后,点P,Q第一次相遇,以及相遇点所表示的数;
(3)求当点P,Q停止运动时,点P所在的位置表示的数;
(4)在整个运动过程中,点P和点Q一共相遇了几次.(直接写出答案)
【答案】(1) , (2)运动时间为4秒,相遇点表示的数字为27 ;(3)5;(4) 一共相遇了7次.
【分析】(1)根据0+0式的定义即可解题;(2)设运动时间为秒,表示出P,Q的运动路程,利用路程和等于AB长即可解题;(3)根据点Q达到A点时,点P,Q停止运动求出运动时间即可解题;(4)根据第三问点P运动了6个来回后,又运动了30个单位长度即可解题.
【详解】解:(1) ,
(2)设运动时间为秒
解得
答:运动时间为4秒,相遇点表示的数字为27
(3)运动总时间:60÷2=30(秒),13×30÷60=6…30即点P运动了6个来回后,又运动了30个单位长度,
∵,
∴点P所在的位置表示的数为5 .
(4)由(3)得:点P运动了6个来回后,又运动了30个单位长度,
∴点P和点Q一共相遇了6+1=7次.
【点睛】本题考查了一元一次方程的实际应用,数轴的应用,难度较大,熟悉路程,时间,速度之间的关系是解题关键.
6.定义:数轴上A、B两点的距离为a个单位记作,根据定义完成下列各题.
两个长方形和的宽都是3个单位长度,长方形的长是6个单位长度,长方形的长是10个单位长度,其中点A、D、E、H在数轴上(如图),点E在数轴上表示的数是5,且E、D两点之间的距离为14,原点记为0.
(1)求数轴上点H、A所表示的数?
(2)若长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动,数轴上有M、N两点,其中点M在A、D两点之间,且,其中点N在E、H两点之间,且,设运动时间为x秒.
①经过x秒后,M点表示的数是 ,N点表示的数是 (用含x的式子表示,结果需化简).
②求(用含x的式子表示,结果需化简).
(3)若长方形以2个单位长度/秒的速度向右匀速运动,长方形固定不动,设长方形运动的时间为秒,两个长方形重叠部分的面积为S,当时,求此时t的值.
【答案】(1)点H在数轴上表示的数是15,点A在数轴上表示的数是
(2)①,;②当M点在N点的左侧时,;当点M在N点的右侧时,
(3)9秒或13秒
【分析】(1)根据,,,,推出, ,得到,得到在数轴上点H表示的数是15,点A表示的数是;
(2)①根据长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动, , ,得到x秒后,M点表示的数:, N点表示的数:;②当M点在N点的左侧时,,当点M在N点的右侧时,;
(3)根据两个长方形的宽都是3个单位长度,重叠部分的面积为12,得到重叠部分的长为4个单位长度,当点D运动到E点右边4个单位时,长方形运动的时间为9秒;当点A运动到H点左边4个单位时,长方形运动的时间为13秒.
【详解】(1)由题意得:,,,,
∴,∴,
∴,
∴点H在数轴上表示的数是15,点A在数轴上表示的数是;
(2)①∵,,
∴, ,
∵,,
∴,,
∵长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动,
∴M点表示的数为:, N点表示的数为:;
故答案为:,;
②当M点在N点的左侧时,,
当点M在N点的右侧时,;
(3)∵两个长方形的宽都是3个单位长度,重叠部分的面积为12,
∴重叠部分的长为4个单位长度,
当点D运动到E点右边4个单位时,
;
当点A运动到H点左边4个单位时,
,
综上,长方形运动的时间为9秒或13秒时,两个长方形重叠部分的面积为12.
【点睛】本题主要考查了数轴动点问题,熟练掌握数轴上的点表示的数,数轴上两点间的距离,路程、速度和时间的关系,长方形面积公式等知识点,求数轴上两点间的距离用右边点对应的数减左边对应的数;路程等于速度乘时间;熟记长方形的面积是长乘宽是解题的关键.
7.已知三点在数轴上所对应的数分别为且满足.动点从点出发,以2单位/秒的速度向右运动,同时,动点从点出发,以1单位秒的速度向左运动,线段为“变速区”,规则为: 从点运动到点期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,从点运动到点期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速.当点到达点时,两点都停止运动.设运动的时间为秒.
(1) ______,______,______;
(2)①动点从点运动至点时,求的值;
②两点相遇时,求相遇点在数轴上所对应的数;
(3)若点为线段中点,当________秒时,.
【答案】(1);(2)①19s;②;(3)当秒时,.
【分析】(1)根据平方和绝对值的非负性计算即可求出a和b的值,再根据两点间的距离公式即可求出AC的长度;
(2)①分别求出AO,BO和BC的距离,再根据“时间=路程÷速度”计算即可得出答案;②设P点在数轴上所对应的数为y,根据题意列出方程,解方程即可得出答案;
(3)根据线段中点的性质求出点D的坐标,设时间为t,分五种情况进行讨论,分别求出每种情况下点M和点N的坐标,再根据两点间的距离公式求出MD和ND,令MD=ND,解方程即可得出答案.
【详解】解:(1);
(2)①∵
∴
∴动点从点运动至点时,;
②设两点在点相遇,点在数轴上所对应的数为.
易知点落在线段段,依题意有:
解得:
∴两点相遇时,求相遇点在数轴上所对应的数为.
(3)若点为线段中点,则D在数轴上表示的数为5
设时间为t时,MD=ND
①当点N在CB上,点M在AO上运动时,M=-10+2t,N=18-t,则MD=15-2t,ND=13-t
即15-2t=13-t,解得t=2;
②当点N在CB上,点M在OD上运动时,M=t-5,N=18-t
则MD=10-t,ND=13-t,即10-t=13-t,无解;
③当点N在OB上,点M在OD上运动时,M=t-5,N=10-2(t-8)
则MD=10-t,ND=5-2(t-8)
即10-t=5-2(t-8),解得t=11;
④当点N在OB上,点M在DB上运动时,M=t-5,N=26-2t
则MD=t-10,ND=21-2t
即t-10=21-2t,解得t=;
⑤当点N在OA上,点M在BC上运动时,M=2t-20,N=13-t
则MD=2t-25,ND=t-8
即2t-25=t-8,解得t=17;
综上所述,当秒时,.
【点睛】本题考查的是数轴上的动点问题,难度偏高,熟练掌握两点间距离公式的计算是解决本题的关键.
8.如图,O是数轴的原点,A、B是数轴上的两个点,A点对应的数是,B点对应的数是8,C是线段上一点,满足.
(1)求C点对应的数;
(2)动点M从A点出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,当点M到达C点后停留2秒钟,然后继续按原速沿数轴向右匀速运动到B点后停止.在点M从A点出发的同时,动点N从B点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴匀速向左运动,一直运动到A点后停止.设点N的运动时间为t秒.
①当时,求t的值;
②在点M,N出发的同时,点P从C点出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,当点P与点M相遇后,点P立即掉头按原速沿数轴向右匀速运动,当点P与点N相遇后,点P又立即掉头按原速沿数轴向左匀速运动到A点后停止.当时,请直接写出t的值.
【答案】(1)4
(2)①或;②t的值为或或5.5
【分析】(1)根据A点,B点对应的数,得到,根据与的比值,得到,,得到C点对应的数是;
(2)①当M、N未相遇, M表示的数是, N表示的数是,得到,解得;当M、N相遇后,M在上运动,M表示的数是, N表示的数是,得到,解得;②当P与M还未第一次相遇时,P表示的数是,M表示的数是,N表示的数是,得到,解得,此种情况不存在;当P与M第一次相遇后,相遇后P掉头按原速沿数轴向右匀速运动,在未遇到N前,P表示的数是,得到,解得;当P与N相遇后,未与M第二次相遇时,P表示的数是,,解得;当P与M在点C处第二次相遇后直到到达A点前,P表示的数是, M表示的数是4,得到,解得,根据,得到这种情况不存在;当P运动到A后,若N为的中点,此时,,解得.
本题主要考查了数轴上动点问题,熟练掌握数轴上动点表示的数,两点间的距离公式,相遇与追及问题,列代数式,列方程,分类考虑动点的位置,是解题关键.
【详解】(1)∵A点对应的数是,B点对应的数是8,
∴,
∵,
∴,,
∴C点对应的数是,
答:C点对应的数是4;
(2)①∵运动t秒时,
当M、N未相遇,则M在上运动,M表示的数是,N在上运动,N表示的数是,
∴,
解得,
当M、N相遇后,M在上运动,M表示的数是,N在上运动,N表示的数是,
∴,
解得,
综上所述,t的值为或;
②当P与M还未第一次相遇时,P表示的数是,M表示的数是,N表示的数是,
∵
∴,
解得(舍去),此种情况不存在,
由已知得,P与M在时第一次相遇,相遇后P掉头按原速沿数轴向右匀速运动,在未遇到N前,P表示的数是,
∴,
解得,
由已知可知,当P与M在表示1的点处相遇,此时N运动到表示7的点处,再经过秒,即时,P与N相遇,此时M正好运动到C,P与N相遇后又立即掉头按原速沿数轴向左匀速运动,未与M第二次相遇,此时P表示的数是,
∴,
解得,
当P与M在点C处第二次相遇后直到到达A点前,P表示的数是,M在C点处,M表示的数是4,
次情况,
∴,
解得,不合,
∴这种情况不存在,
当P运动到A后,若N为的中点,此时,
∴,
解得,
综上所述,t的值为,或,或5.5.
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