内容正文:
专题突破:数轴、绝对值有关问题
绝对值问题的常用方法
1、根据已知条件去绝对值符号;
2、从数轴上读取信息去绝对值符号;
3、运用“零点分段法”分类讨论去掉绝对值符号;
4、双重绝对值一般先去里面的绝对值符号,再去外面的绝对值符号。
题型一 绝对值的化简
【例1-1】(2024六年级下·上海·专题练习)若, ;若, ;
①若,则 ;
②若,则 .
【答案】 1 1 1
【分析】此题考查了分类讨论解决含字母参数绝对值的问题,关键是能确定含字母参数绝对值是它本身还是它的相反数.
根据实数绝对值的性质,根据的符号确定它的绝对值是它本身还是相反数即可.
【详解】解:,
,
;
,
,
,
故答案为:1,;
①,
,
,
,
故答案为:1;
②,
、、中有一个负数、两个正数和三个负数两种情况,
当、、中有一个负数、两个正数时,
,
当、、中有三个负数时,
,
故答案为:1或.
【例1-2】(23-24六年级下·上海·期中)若有理数在数轴上对应的点如图,化简: .
【答案】
【分析】本题考查了利用数轴判断式子的正负、化简绝对值,由数轴得出,,从而得出,,,再根据绝对值的性质化简绝对值即可得出答案,采用数形结合的思想是解此题的关键.
【详解】解:由数轴可得:,,
,,,
,
故答案为:.
【变式1-1】(23-24七年级上·山西忻州·期末)数a,b,c在数轴上对应点的位置如图所示,化简的结果为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了运用数轴上的点表示实数和绝对值化简的应用能力,关键是能准确理解并运用以上知识进行变形、求解.运用数轴上的点表示实数和绝对值的性质进行化简、计算.
先确定的符合以及大小,然后再取绝对值即可.
【详解】解:由题意得,,,,
,
故选:B.
【变式1-2】(23-24七年级上·四川南充·阶段练习)若,求代数式 .
【答案】
【分析】本题考查了绝对值的定义,代数式,解题的关键是掌握绝对值的定义.根据绝对值的定义求解即可.
【详解】解:,
,,,
,,,
,
故答案为:1
【变式1-3】(23-24七年级下·湖北孝感·阶段练习)若,则 .
【答案】
【分析】本题考查绝对值的化简,先根据题意确定,然后化简绝对值即可求解.
【详解】解:,
,
,
故答案为:.
【变式1-4】(22-23七年级上·江西上饶·期中)若,则 .
【答案】或0或2
【分析】本题主要考查了化简绝对值,有理数的除法计算,讨论a、b的符号,然后化简绝对值即可得到答案.
【详解】解:当a、b同时为正时,,
当a、b同时为负时,,
当a、b一正一负时,不妨设a为负,,
综上所述,的值为或0或2.
故答案为:或0或2.
【变式1-5】(23-24七年级上·江苏泰州·阶段练习)在,,,,,,,中,每个字母的值恰好是,0,1这三个数值中的一个,若,则 .
【答案】4 或 10
【分析】本题主要考查了有理数的混合运算,解题关键是分析判断5个字母的值的和为0时,这5个字母可能是什么数.根据已知条件中,每个字母的值恰好是,,这三个数值中的一个,,求出其中个字母的值的和为,进行推导即可.
【详解】解:中,每个字母的值恰好是,,这三个数值中的一个,,,
有个字母的值分别为,,,另个字母的值的和为,
这个字母的值分别为:,,,,或,,,,,
这个字母的值分别为,,,,,,,或,,,0,0,0,0,,
,
,
;
或
,
;
故答案为:或4.
【变式1-6】(23-24六年级下·黑龙江绥化·期中)有理数在数轴上的位置如图所示,化简.
【答案】
【分析】本题考查了根据数轴上的点判断式子的正负、化简绝对值,由数轴得出,,从而得到,,,再根据绝对值的性质化简即可.
【详解】解:由数轴可得:,,
,,,
.
【变式1-7】(23-24六年级下·北京海淀·期中)有理数a,b,c在数轴上的位置如图所示.
(1)用“>”“<”或“=”填空:
______0,______0,______0.
(2)化简:.
【答案】(1),,
(2)
【分析】本题主要考查了利用数轴确定代数式的正负、绝对值的化简等知识点,掌握利用数轴确定代数式的正负成为解题的关键.
(1)先根据数轴取得a、b、c的大小关系,然后再确定所求代数式的正负即可;
(2)根据(1)所的代数式的正负取绝对值,然后再合并同类项即可.
【详解】(1)解:由数轴可得:,
则.
故答案为:,,.
(2)解:∵,
∴
.
【变式1-8】(23-24七年级上·山西太原·阶段练习)阅读下面材料:
在数轴上5与所对的两点之间的距离:;
在数轴上与所对的两点之间的距离:;
在数轴上点分别表示数,则两点之间的距离.
回答下列问题:
(1)数轴上表示和的两点之间的距离是 ;数轴上表示数x和的两点之间的距离表示为 ;
(2)当时, ;当时, .
(3)借助(2)的发现,计算:.
(4)七年级研究性学习小组在数学老师指导下,对式子进行探究:
①请你在草稿纸上画出数轴,当表示数x的点在与3之间移动时,的值总是一个固定的值为: .
②请你在草稿纸上画出数轴,要使,数轴上表示点的数 .
【答案】(1)3;;
(2);
(3)
(4)①数轴见解析,5;②或4
【分析】本题主要考查的是绝对值的定义和化简,根据题意找出数轴上任意两点之间的距离公式是解题的关键.
(1)根据题意找出数轴上任意点间的距离的计算公式,然后进行计算即可;
(2)根据去绝对值法则计算即可;
(3)先去绝对值然后根据有理数的加减运算即可求解;
(4)①先化简绝对值然后合并同类项即可;
②分表示x的点在表示的点的左侧,表示x的点在表示3的点的右侧,两种情况讨论即可求解.
【详解】(1)解∶ 数轴上表示 和的两点之间的距离是∶ ,
数轴上表示数 和 -3 的两点之间的距离表示为∶ ,
故答案为∶ 3 ; ;
(2)当 时, ,
当 时, ,
故答案为: ;
(3)原式
;
(4)①画出数轴如下:
由数轴可知:当表示数x的点在与3之间移动时,,
故答案为:5;
②表示x的点不可能在表示和3的点之间,
当表示x的点在表示的点的左侧时,如图:
此时;
当表示x的点在表示3的点的右侧时,如图:
此时.
故答案为:或4.
题型二 绝对值的非负性
【例2】(23-24六年级下·全国·假期作业)若,则 , .
【答案】
【分析】本题考查了绝对值的非负性;根据非负数的性质可得,即可求解.
【详解】因为,且,,
所以,所以.
故答案为:,.
【变式2-1】(22-23七年级上·四川泸州·期末)若与互为相反数,则 .
【答案】
【分析】本题考查相反数的概念及绝对值的知识.根据互为相反数的两个数的和为0,可得与的和为0,再根据绝对值和偶次方的非负性即可分别求出,.
【详解】与互为相反数
,
,
,
.
故答案为:.
【变式2-2】(23-24七年级上·山东青岛·阶段练习)a是最大的负整数,且a、b、c满足.那么a= ,b= ,c= .
【答案】 1 5
【分析】本题考查了绝对值非负性的应用,先根据已知条件得到a的值,然后根据绝对值的非负性得到b、c的值,掌握绝对值的非负性是解题的关键.
【详解】解:∵a是最大的负整数,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴,,
解得:,
∴,
故答案为:.
【变式2-3】(24-25七年级上·全国·假期作业)若,求,的值.
【答案】,
【分析】本题考查了绝对值的性质,根据绝对值的性质去绝对值是解题的关键.根据,求出,的值.
【详解】解:由绝对值的性质得,,
,
,,
,.
题型三 利用绝对值的几何意义求最值
【例3-1】(23-24六年级下·上海杨浦·期末)的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了绝对值的意义,根据绝对值的意义,结合图形解答即可求解,掌握数形结合思想是解题的关键.
【详解】解:式子表示对应的点分别与到对应的点的距离和,可知当在和的中点时,即,距离和最小,最小值为,
故答案为:.
【例3-2】(23-24六年级下·上海·期末)如果,则 .
【答案】4或/或4
【分析】本题主要考查了解绝对值方程,熟练掌握绝对值的性质是解题关键.由绝对值的性质可得,,求解即可获得答案.
【详解】解:因为,
所以,,
解得或.
故答案为:4或.
【变式3-1】(23-24六年级下·黑龙江哈尔滨·期中)已知为有理数,则的最小值为 .
【答案】4
【分析】本题考查了绝对值的非负性,解题的关键是掌握正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数,0的绝对值是0.根据绝对值的非负性即可解答.
【详解】解:∵,
∴,
∴的最小值为4,
故答案为:4.
【变式3-2】(2024·四川成都·三模)函数的最小值为3,则a的值为 .
【答案】或
【分析】本题考查了绝对值的定义,是指一个数到0的距离,根据函数的最小值为3,得出在和的之间,且是和的之间的距离为3,列式,进行计算,即可作答.
【详解】解:∵
∴根据绝对值的意义,是指到和到的距离之和
∵函数的最小值为3,
∴此时在和的之间,且是和的之间的距离为3
即
∴
∴或
故答案为:或.
【变式3-3】(23-24六年级下·黑龙江哈尔滨·期中)我们知道数形结合是解决数学问题的重要思想方法,例如可表示为数轴上和这两点的距离,而即则表示和这两点的距离.式子的几何意义是数轴上所对应的点与所对应的点之间的距离,而,所以的几何意义就是数轴上所对应的点与所对应的点之间的距离.根据以上发现,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了数轴上两点间的距离,由题意可知表示的是一个数到和的距离的和,而和间的距离为,据此即可求解,理解两点间的距离,就是两个点表示的有理数的差的绝对值是解题的关键.
【详解】解:∵表示的是一个数到和的距离的和,而和间的距离为,
∴的最小值为,
故答案为:.
【变式3-4】(23-24七年级下·福建泉州·阶段练习)关于的方程的解是 .
【答案】或
【分析】本题考查了解绝对值方程.分,和时三种情况讨论,分别列得方程,再解方程可得.
【详解】解:当时,
,解得;
当时,
,此方程无解;
当时,
,解得;
故答案为:或.
【变式3-5】(23-24七年级·全国·假期作业)阅读下列材料,回答问题.
经过有理数运算的学习,我们知道可以表示5与3之差的绝对值,同时也可以理解为5与3两个数在数轴上所对应的两点之间的距离,我们可以把这称之为绝对值的几何意义.同理,可以表示5与之差的绝对值,也可以表示5与两个数在数轴上所对应的两点之间的距离.试探究:
(1)表示数轴上 与 所对应的两点之间的距离.
(2)表示数轴上有理数x所对应的点到 所对应的点之间的距离;表示数轴上有理数x所对应的点到 所对应的点之间的距离.
(3)利用绝对值的几何意义,请找出所有符合条件的整数x,使得.这样的整数x有 .
【答案】(1)4,1
(2)5,
(3),,0,1,2
【分析】本题考查数轴上两点间的距离,绝对值的意义等知识,
(1)根据两点间的距离公式,进行作答即可;
(2)根据两点间的距离公式,进行作答即可;
(3)根据两点间的距离,得到x在到2之间,,即可得出结论.
掌握两点间的距离公式,是解题的关键.
【详解】(1)解:表示数轴上与所对应的两点之间的距离;
(2)表示数轴上有理数x所对应的点到5所对应的点之间的距离;
表示数轴上有理数x所对应的点到所对应的点之间的距离;
(3)表示x到之间的距离与x到2之间的距离的和为4,
∵到2之间的距离为4,
∴x在到2之间,
∴这样的整数x有,,0,1,2.
【变式3-6】(23-24七年级下·江苏南通·阶段练习)阅读下面的材料:
点在数轴上分别表示有理数,两点之间的距离表示为.
当两点中有一点在原点时,不妨设点在原点,如图所示,;
当两点都不在原点时,
.如图所示,点都在原点的右边,
;
.如图所示,点都在原点的左边,
;
.如图所示,点在原点的两边,
.
综上,数轴上两点之间的距离.
回答下列问题:
(1)数轴上表示和的两点之间的距离是 ,数轴上表示和的两点之间的距离是 ,数轴上表示和的两点之间的距离是 ;
(2)数轴上表示和的两点和之间的距离是 ,如果,那么为 ;
(3)当取最小值时, , .
【答案】(1),,;
(2),或;
(3),.
【分析】()根据两点间距离公式计算即可;
()根据两点间距离公式可得点和之间的距离是,进而由可得,解方程即可求解;
()由绝对值的性质可得当,时,取最小值,据此即可求解;
本题考查了数轴上两点间的距离公式,绝对值的性质,掌握数轴上两点间的距离计算方法及绝对值的性质是解题的关键.
【详解】(1)解:由题意可得,数轴上表示和的两点之间的距离是,
数轴上表示和的两点之间的距离是,
数轴上表示和的两点之间的距离是,
故答案为:,,;
(2)解:数轴上表示和的两点和之间的距离是,
当时,,
∴或,
∴或,
故答案为:,或;
(3)解:∵,,
∴当,时,取最小值,
∴,,
故答案为:,.
【变式3-7】(23-24六年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)数轴是一个非常重要的数学工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础.我们知道,可以理解为,它表示:数轴上表示数的点到原点的距离,这是绝对值的几何意义.进一步地,数轴上的两个点、,分别用数、表示,那么,两点之间的距离为,反过来,式子的几何意义是:数轴上表示数的点和表示数的点之间的距离.
若数轴上点表示数,请回答下列问题:
(1)如果,那么的值是_____;
(2)如果,那么的值是_____;
(3)满足整数有____个;
(4)如果,那么的值是_____;
(5)的最小值是_____.
【答案】(1);
(2)或;
(3);
(4)或;
(5).
【分析】()根据绝对值的定义求解可得;
()根据绝对值的定义求解可得;
()根据绝对值的几何意义可知,时,求出符合条件的值即可;
()根据绝对值的几何意义进行当时和时两种情况讨论即可;
()表示数轴上到表示的点的距离之和,根据两点之间线段最短和绝对值的几何意义可知,当时值最小,然后去掉绝对值符号,再利用求和公式列式计算即可得解;
本题考查绝对值的性质,熟练掌握绝对值的意义和性质,逐步探索变化规律是解题的关键.
【详解】(1)解:若,那么的值为或,
故答案为:;
(2)∵,
∴或,
∴或,
故答案为: 或;
(3)∵,且
∴,
∵是整数,
∴的值有, , , ,, ,共个,
故答案为:;
(4)由()可得当时,,不符合题意;
当时,,解得:;
当时,,解得:;
故答案为:或;
(5)∵的中间一项是,
∴时,
原式有最小值,,
故答案为:.
【变式3-8】(23-24七年级上·湖南衡阳·阶段练习)同学们都知道,表示与之差的绝对值,实际上也可理解为与两数在数轴上所对应的两点之间的距离.
试探索:
(1)求______.
(2)找出所有符合条件的整数,使得这样的整数是______.
(3)由以上探索猜想对于任何有理数,是否有最小值?如果有写出最小值(请写清楚过程),如果没有说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)有最小值,最小值是.
【分析】
本题考查了数轴与绝对值,数轴上两点间的距离,理解用绝对值表示两点间的距离是解题的关键.
()根据绝对值的性质即可求解;
()由可得表示到的距离与到的距离之和,根据即可得到一定在到之间,进而可求解;
()由可得表示的是到的距离与到的距离之和,进而可得当位于和之间时,的值最小,即为到的距离,即可求解;
【详解】(1)
解:,
故答案为:;
(2)
解:∵,
∴表示到的距离与到的距离之和,
∵,
∴一定在到之间,
∴符合条件的整数有,
故答案为:;
(3)解:有最小值,最小值是.
理由如下:
∵,
∴表示的是到的距离与到的距离之和,
当位于和之间时,的值最小,即为到的距离,
∴ 有最小值为.
【变式3-9】(23-24七年级上·云南·阶段练习)(1)探索材料(填空):
数轴上表示数m和数n的两点之间的距离等于.例如数轴上表示数2和5的两点距离为;
①数轴上表示数3和的两点距离为 ;
②则的意义可理解为数轴上表示数 和 这两点的距离.
(2)实际应用(填空):
①如图1,在工厂的一条流水线上有两个加工点A和B,要在流水线上设一个材料供应点P往两个加工点输送材料 才能使P到A的距离与P到B的距离之和最小;
②如图2,在工厂的一条流水线上有三个加工点A,B,C,要在流水线上设一个材料供应点P往三个加工点输送材料 才能使P到A,B,C三点的距离之和最小;
③如图3,在工厂的一条流水线上有四个加工点A,B,C,D,要在流水线上设一个材料供应点P往四个加工点输送材料 才能使P到A,B,C,D四点的距离之和最小.
(3)结论应用(填空);
①代数式的最小值是 ;
②代数式的最小值是 ;
③代数式的最小值是 .
【答案】(1)①4;②x,;(2)①点A、点B之间;②点B;③点B、点C之间;(3)①7;②8;③18
【分析】(1)①按照化简绝对值的求法即可;
②,根据数轴上两点间的距离的意义可知表示哪两个点之间的距离;
(2)①通过观察,比较可得点在点、之间时,可使到的距离与到的距离之和最小,为线段长;
②通过观察,比较可得点在点处时,到,,三点的距离之和最小,为线段的长;
③通过观察,比较可得点在点、之间,才能使到,,,四点的距离之和最小,为的长;
(3)①结合(2)中的①,可得最小距离为4和之间的距离;
②结合(2)中的②,可得最小距离为和2之间的距离;
③结合(2)中的③,可得最小距离为和5,和2的距离之和.
【详解】解:(1)①;
故答案为:4;
②,
的意义可理解为数轴上表示数和这两点的距离;
故答案为:,;
(2)①点可能在点的左边,点和点之间,点的右边;
当点在点的左边或点的右边时,的长度均大于的长度;
当点在点和点之间时,的长度等于的长度.
当材料供应点在点和点之间时,到的距离与到的距离之和最小.
故答案为:点、点之间;
②当点在点处时,到,,三点的距离之和为的长度;
当点在除点外的任意位置时,到,,三点的距离之和均大于的长度.
材料供应点应设在点,才能使到,,三点的距离之和最小;
故答案为:点;
③当点在点、之间时,到,,,四点的距离之和为的长度;
当点在除点、之间的任意位置时,到,,,四点的距离之和均大于的长度;
材料供应点应设在点、之间,才能使到,,,四点的距离之和最小;
故答案为:点、点之间;
(3)①,
在点和4之间.代数式的最小值;
故答案为:7;
②,
时.代数式的最小值;
故答案为:8;
③,
在2和之间,代数式的最小值;
故答案为:18.
【变式3-10】(23-24七年级上·浙江金华·阶段练习)数学实验室:点A、B在数轴上分别表示有理数a、b,A、B两点之间的距离表示为,在数轴上A、B两点之间的距离.
利用数形结合思想回答下列问题:
(1)数轴上表示2和5的两点之间的距离是 ,数轴上表示1和的两点之间的距离是 ;
(2)数轴上若点A表示的数是x,点B表示的数是,则点A和B之间的距离是 ,若,那么x为 ;
(3)利用数轴,求的最小值 ;
(4)当x是 时,代数式;
【答案】(1)3,4
(2),或0
(3)3
(4)或2
【分析】本题考查两点间的距离.绝对值的意义,熟练掌握两点间的距离公式,利用数形结合的思想进行求解,是解题的关键.
(1)根据两点间的距离公式进行计算即可;
(2)根据两点间的距离公式进行计算即可;
(3)设表示x的点为M,表示的点为A,表示1的点为B,则是点M与点A的距离与点M与点B的距离之和.结合数轴,根据点M的位置分类讨论计算即可;
(4)由(3)可得当或时, 才成立,分和两种情况,去掉绝对值符号,求解即可.
【详解】(1)数轴上表示2和5的两点之间的距离是,
数轴上表示1和的两点之间的距离是.
故答案为:3,4
(2)表示数x的点A和表示的点B之间的距离,
若,则点A到点B的距离为2,
∵点B表示的数是,
∴点A表示的数是或0,
∴x为或0.
故答案为:,或0
(3)设表示x的点为M,表示的点为A,表示1的点为B,则是点M与点A的距离与点M与点B的距离之和,即.
若点M在点A的左侧,即,如下图:
则,
∵,
∴;
若点M在线段上,即,如下图:
,
则,
∴;
若点M在点B的右侧,即,如下图:
则,
∵,
∴;
综上所述,,即的最小值为3.
故答案为:3
(4)由(3)可得当或时, 才成立,
当时,可化为:,
解得:,
当时,可化为:,
解得:,
综上,当或2时,.
故答案为:或2
题型四 数轴有关的动点问题
【例4】(23-24六年级上·山东烟台·期末)问题背景:落实“双减”政策后,某校开展了丰富多彩的科技活动.如图1,电子蜗牛P、Q在长16分米的赛道上同时相向匀速运动,电子蜗牛P从A出发,速度为4分米/分钟,电子蜗牛Q从B出发,速度为2分米/分钟,当电子蜗牛P到达B时,电子蜗牛P,Q停止运动.经过几分钟P,Q之间相距8分米?
问题解决:小颖同学在学习《有理数》之后,发现运用数形结合的方法建立数轴可以较快地解决上述问题:如图2,将点A与数轴的原点O重合,点B落在正半轴上.设运动的时间为t分钟().
(1)t分钟后点P在数轴上对应的数是______;点Q对应的数是______;(用含t的代数式表示)
(2)我们知道,如果数轴上M,N两点分别对应数m,n,则.试运用该方法求经过几分钟P,Q之间相距8分米?
【答案】(1)
(2)4分钟或分钟
【分析】本题主要考查了数轴上两点的距离,绝对值方程,用数轴表示有理数,熟练掌握数轴上两点距离公式和解绝对值方程的方法是解题的关键.
(1)根据路程时间速度结合数轴表示有理数的方法进行求解即可;
(2)根据两点距离公式得出,然后求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,t分钟后点P在数轴上对应的数是,点Q在数轴上对应的数是,
故答案为:,;
(2)解:,即,
∴或,
解得或,
∴经过4分钟或分钟时P、Q之间相距8分米.
【变式4-1】(23-24七年级上·四川宜宾·期末)如图,数轴的原点为,在数轴上有、两点,点对应的数是,点对应的数是1,动点、同时从、出发,分别以3个单位/秒和1个单位/秒的速度沿着数轴正方向运动,设运动时间为秒().
(1)两点间的距离是 ;
(2)当时,动点对应的数是 ,动点对应的数是 ;
(3)当运动时间为秒时,用含的代数式表示出点和点所对应的数;
(4)当时,点是否为线段的中点?
【答案】(1)
(2),
(3),
(4)是,理由见解析
【分析】本题考查了数轴上的动点问题,涉及了数轴上两点间的距离公式.根据动点的起始位置、运动方向和运动速度确定动点在数轴上对应的数是解题关键.
(1)根据即可求解;
(2)根据动点的起始位置、运动方向和运动速度即可求解;
(3)根据动点的起始位置、运动方向和运动速度即可求解;
(4)表示出线段的中点对应的数即可求解;
【详解】(1)解:,
故答案为:
(2)解:当时,动点对应的数是:;
动点对应的数是:,
故答案为:,
(3)解:当运动时间为秒时,动点对应的数是:;
动点对应的数是:
(4)解:线段的中点对应的数是:
令,
解得:
∴当时,点是否为线段的中点
【变式4-2】(23-24七年级上·吉林长春·期中)如图,点均在数轴上,点所对应的数是,点在点的右边,且距点个单位长度,点是数轴上的两个动点.
(1)求出点所对应的数;
(2)当点到点的距离之和是个单位长度时,求出此时点所对应的数;
(3)若点分别从点出发,均沿数轴向左运动,点每秒运动个单位长度,点每秒运动个单位长度.若点先出发秒后点出发,当两点相距个单位长度时,直接写出此时点分别对应的数.
【答案】(1);
(2)或;
(3)点对应的数是,点对应的数是或点对应的数是,点对应的数是.
【分析】()根据两点间的距离公式即可求解;
()分两种情况:点在点的左边,;点在点的右边,进行讨论即可求解;
(3)分两种情况:点在点的左边,点在点的右边,进行讨论即可求解;
本题考查了两点间的距离和数轴,解题的关键是熟练掌握数轴及“分类讨论”的数学思想.
【详解】(1),故点所对应的数是;
(2),
点在点的左边,
,
点在点的右边,
,
故点所对应的数是或;
(3)点在点的左边,
(秒),
点对应的数是,点对应的数是;
点在点的右边,
(秒),
点对应的数是,点对应的数是,
综上可知:点对应的数是,点对应的数是或点对应的数是,点对应的数是.
【变式4-3】(23-24七年级上·山东青岛·期末)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4-4】(23-24七年级上·河南郑州·期中)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.
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专题突破:数轴、绝对值有关问题
绝对值问题的常用方法
1、根据已知条件去绝对值符号;
2、从数轴上读取信息去绝对值符号;
3、运用“零点分段法”分类讨论去掉绝对值符号;
4、双重绝对值一般先去里面的绝对值符号,再去外面的绝对值符号。
题型一 绝对值的化简
【例1-1】(2024六年级下·上海·专题练习)若, ;若, ;
①若,则 ;
②若,则 .
【例1-2】(23-24六年级下·上海·期中)若有理数在数轴上对应的点如图,化简: .
【变式1-1】(23-24七年级上·山西忻州·期末)数a,b,c在数轴上对应点的位置如图所示,化简的结果为( )
A. B. C. D.
【变式1-2】(23-24七年级上·四川南充·阶段练习)若,求代数式 .
【变式1-3】(23-24七年级下·湖北孝感·阶段练习)若,则 .
【变式1-4】(22-23七年级上·江西上饶·期中)若,则 .
【变式1-5】(23-24七年级上·江苏泰州·阶段练习)在,,,,,,,中,每个字母的值恰好是,0,1这三个数值中的一个,若,则 .
【变式1-6】(23-24六年级下·黑龙江绥化·期中)有理数在数轴上的位置如图所示,化简.
【变式1-7】(23-24六年级下·北京海淀·期中)有理数a,b,c在数轴上的位置如图所示.
(1)用“>”“<”或“=”填空:
______0,______0,______0.
(2)化简:.
【变式1-8】(23-24七年级上·山西太原·阶段练习)阅读下面材料:
在数轴上5与所对的两点之间的距离:;
在数轴上与所对的两点之间的距离:;
在数轴上点分别表示数,则两点之间的距离.
回答下列问题:
(1)数轴上表示和的两点之间的距离是 ;数轴上表示数x和的两点之间的距离表示为 ;
(2)当时, ;当时, .
(3)借助(2)的发现,计算:.
(4)七年级研究性学习小组在数学老师指导下,对式子进行探究:
①请你在草稿纸上画出数轴,当表示数x的点在与3之间移动时,的值总是一个固定的值为: .
②请你在草稿纸上画出数轴,要使,数轴上表示点的数 .
题型二 绝对值的非负性
【例2】(23-24六年级下·全国·假期作业)若,则 , .
【变式2-1】(22-23七年级上·四川泸州·期末)若与互为相反数,则 .
【变式2-2】(23-24七年级上·山东青岛·阶段练习)a是最大的负整数,且a、b、c满足.那么a= ,b= ,c= .
【变式2-3】(24-25七年级上·全国·假期作业)若,求,的值.
题型三 利用绝对值的几何意义求最值
【例3-1】(23-24六年级下·上海杨浦·期末)的最小值为 .
【例3-2】(23-24六年级下·上海·期末)如果,则 .
【变式3-1】(23-24六年级下·黑龙江哈尔滨·期中)已知为有理数,则的最小值为 .
【变式3-2】(2024·四川成都·三模)函数的最小值为3,则a的值为 .
【变式3-3】(23-24六年级下·黑龙江哈尔滨·期中)我们知道数形结合是解决数学问题的重要思想方法,例如可表示为数轴上和这两点的距离,而即则表示和这两点的距离.式子的几何意义是数轴上所对应的点与所对应的点之间的距离,而,所以的几何意义就是数轴上所对应的点与所对应的点之间的距离.根据以上发现,则的最小值为 .
【变式3-4】(23-24七年级下·福建泉州·阶段练习)关于的方程的解是 .
【变式3-5】(23-24七年级·全国·假期作业)阅读下列材料,回答问题.
经过有理数运算的学习,我们知道可以表示5与3之差的绝对值,同时也可以理解为5与3两个数在数轴上所对应的两点之间的距离,我们可以把这称之为绝对值的几何意义.同理,可以表示5与之差的绝对值,也可以表示5与两个数在数轴上所对应的两点之间的距离.试探究:
(1)表示数轴上 与 所对应的两点之间的距离.
(2)表示数轴上有理数x所对应的点到 所对应的点之间的距离;表示数轴上有理数x所对应的点到 所对应的点之间的距离.
(3)利用绝对值的几何意义,请找出所有符合条件的整数x,使得.这样的整数x有 .
【变式3-6】(23-24七年级下·江苏南通·阶段练习)阅读下面的材料:
点在数轴上分别表示有理数,两点之间的距离表示为.
当两点中有一点在原点时,不妨设点在原点,如图所示,;
当两点都不在原点时,
.如图所示,点都在原点的右边,
;
.如图所示,点都在原点的左边,
;
.如图所示,点在原点的两边,
.
综上,数轴上两点之间的距离.
回答下列问题:
(1)数轴上表示和的两点之间的距离是 ,数轴上表示和的两点之间的距离是 ,数轴上表示和的两点之间的距离是 ;
(2)数轴上表示和的两点和之间的距离是 ,如果,那么为 ;
(3)当取最小值时, , .
【变式3-7】(23-24六年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习)数轴是一个非常重要的数学工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础.我们知道,可以理解为,它表示:数轴上表示数的点到原点的距离,这是绝对值的几何意义.进一步地,数轴上的两个点、,分别用数、表示,那么,两点之间的距离为,反过来,式子的几何意义是:数轴上表示数的点和表示数的点之间的距离.
若数轴上点表示数,请回答下列问题:
(1)如果,那么的值是_____;
(2)如果,那么的值是_____;
(3)满足整数有____个;
(4)如果,那么的值是_____;
(5)的最小值是_____.
【变式3-8】(23-24七年级上·湖南衡阳·阶段练习)同学们都知道,表示与之差的绝对值,实际上也可理解为与两数在数轴上所对应的两点之间的距离.
试探索:
(1)求______.
(2)找出所有符合条件的整数,使得这样的整数是______.
(3)由以上探索猜想对于任何有理数,是否有最小值?如果有写出最小值(请写清楚过程),如果没有说明理由.
【变式3-9】(23-24七年级上·云南·阶段练习)(1)探索材料(填空):
数轴上表示数m和数n的两点之间的距离等于.例如数轴上表示数2和5的两点距离为;
①数轴上表示数3和的两点距离为 ;
②则的意义可理解为数轴上表示数 和 这两点的距离.
(2)实际应用(填空):
①如图1,在工厂的一条流水线上有两个加工点A和B,要在流水线上设一个材料供应点P往两个加工点输送材料 才能使P到A的距离与P到B的距离之和最小;
②如图2,在工厂的一条流水线上有三个加工点A,B,C,要在流水线上设一个材料供应点P往三个加工点输送材料 才能使P到A,B,C三点的距离之和最小;
③如图3,在工厂的一条流水线上有四个加工点A,B,C,D,要在流水线上设一个材料供应点P往四个加工点输送材料 才能使P到A,B,C,D四点的距离之和最小.
(3)结论应用(填空);
①代数式的最小值是 ;
②代数式的最小值是 ;
③代数式的最小值是 .
【变式3-10】(23-24七年级上·浙江金华·阶段练习)数学实验室:点A、B在数轴上分别表示有理数a、b,A、B两点之间的距离表示为,在数轴上A、B两点之间的距离.
利用数形结合思想回答下列问题:
(1)数轴上表示2和5的两点之间的距离是 ,数轴上表示1和的两点之间的距离是 ;
(2)数轴上若点A表示的数是x,点B表示的数是,则点A和B之间的距离是 ,若,那么x为 ;
(3)利用数轴,求的最小值 ;
(4)当x是 时,代数式;
题型四 数轴有关的动点问题
【例4】(23-24六年级上·山东烟台·期末)问题背景:落实“双减”政策后,某校开展了丰富多彩的科技活动.如图1,电子蜗牛P、Q在长16分米的赛道上同时相向匀速运动,电子蜗牛P从A出发,速度为4分米/分钟,电子蜗牛Q从B出发,速度为2分米/分钟,当电子蜗牛P到达B时,电子蜗牛P,Q停止运动.经过几分钟P,Q之间相距8分米?
问题解决:小颖同学在学习《有理数》之后,发现运用数形结合的方法建立数轴可以较快地解决上述问题:如图2,将点A与数轴的原点O重合,点B落在正半轴上.设运动的时间为t分钟().
(1)t分钟后点P在数轴上对应的数是______;点Q对应的数是______;(用含t的代数式表示)
(2)我们知道,如果数轴上M,N两点分别对应数m,n,则.试运用该方法求经过几分钟P,Q之间相距8分米?
【变式4-1】(23-24七年级上·四川宜宾·期末)如图,数轴的原点为,在数轴上有、两点,点对应的数是,点对应的数是1,动点、同时从、出发,分别以3个单位/秒和1个单位/秒的速度沿着数轴正方向运动,设运动时间为秒().
(1)两点间的距离是 ;
(2)当时,动点对应的数是 ,动点对应的数是 ;
(3)当运动时间为秒时,用含的代数式表示出点和点所对应的数;
(4)当时,点是否为线段的中点?
【变式4-2】(23-24七年级上·吉林长春·期中)如图,点均在数轴上,点所对应的数是,点在点的右边,且距点个单位长度,点是数轴上的两个动点.
(1)求出点所对应的数;
(2)当点到点的距离之和是个单位长度时,求出此时点所对应的数;
(3)若点分别从点出发,均沿数轴向左运动,点每秒运动个单位长度,点每秒运动个单位长度.若点先出发秒后点出发,当两点相距个单位长度时,直接写出此时点分别对应的数.
【变式4-3】(23-24七年级上·山东青岛·期末)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4-4】(23-24七年级上·河南郑州·期中)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.
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