内容正文:
专题01 数轴上的动点问题
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 2
类型一、点的运动时间问题 2
类型二、单点的规律运动问题 5
类型三、定值问题 6
类型四、双点往返运动问题 10
类型五、数轴的折叠问题 15
压轴能力测评(11题) 20
1.数轴:规定了原点、单位长度、正方向的直线叫做数轴。
2.数轴的三要素:原点、正方向、单位长度
3.任何有理数都可以用数轴上的点表示.
4.数轴上的点表示的数从左到右依次增大;原点左边的数是负数,原点右边的数是正数.
5.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).
6.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=.
7.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.
类型一、点的运动时间问题
例1.如图,已知数轴上点表示的数为6,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6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,若点、同时出发.求:当点运动多少秒时,点与点相遇?
变式1-1.已知数轴上有三个点A,B,C,点A表示的数是8,点B到点A的距离为12,点C到A点的距离为7.
(1)点B表示的数为 ;
(2)点C表示的数为 ;
(3)若点A在点B右侧,动点R从点B以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,动点P从点C以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,点P,R同时出发,点R运动多少秒时追上点P?
变式1-2.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.
类型二、单点的规律运动问题
例2.一个机器人从数轴原点出发,沿数轴正方向,以每前进步后退步的程序运动,设该机器人每秒钟前进或后退步,并且每步的距离为个单位长,表示第秒时机器人在数轴上的位置所对应的数,给出下列结论(1);(2);(3);(4);(5)其中,正确结论的个数是( )
A.个 B.个 C.个 D.个
变式2-1.一动点从数轴上的原点出发,沿数轴的正方向以前进5个单位,后退3个单位的程序运动,已知每秒前进或后退1个单位.设表示第秒点在数轴的位置所对应的数,如,则为( )
A.504 B.505 C.506 D.507
变式2-2.如图,在纸面所在的平面内,一只电子蚂蚁从数轴上表示原点的位置O点出发,按向上、向右、向下、向右的方向依次不断移动,每次移动1个单位,其移动路线如图所示,第1次移动到,第2次移动到,第3次移动到,……,第n次移动到,则△O的面积是( )
A.504 B. C. D.505
类型三、定值问题
例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.
变式3-1.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.
变式3-2.如图,一个点从数轴上的原点开始,先向左移动到达点,再向右移动到达点,然后再向右移动到达点,数轴上一个单位长度表示.
(1)请你在数轴上标出、、三点的位置,并填空:A表示的数为_______,B表示的数为_______,C表示的数为______.
(2)把点到点的距离记为,则_____,______;
(3)若点从(1)中的位置沿数轴以每秒匀速向右运动,经过多少秒使?
类型四、双点往返运动问题
例4.如图,数轴上点表示的数为,点表示的数为.点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴正方向运动,点出发的同时点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴正方向运动,设、两点运动的时间为秒.
(1)点表示的数为________,点表示的数为________.(用含的代数式表示)
(2)当,时,分别求线段的长.
(3)当时,求所有符合条件的的值.
(4)若点一直沿数轴的正方向运动,点运动到点时,立即改变运动方向,以原速度沿数轴的负方向运动,到达点时,随即停止运动,在点的整个运动过程中,当时,直接写出的值.
变式4-1.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.
变式4-2.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.
类型五、数轴的折叠问题
例5.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5-1.如图,将一条数轴在原点O和点B处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示,点B表示10,点C表示17,我们称点A和点C在“折线数轴”上相距27个单位长度.动点P,Q同时出发,点P从点A出发,以2个单位长度/秒的速度沿着“折线数轴”的正方向运动,从点O运动到点B期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速;动点Q从点C出发,以1个单位长度/秒的速度沿着“折线数轴”的负方向运动,从点B运动到点O期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速.设运动的时间为t秒,问:
(1)动点P从点A运动至点C需要多少时间?
(2)当P,Q两点相遇时,求出相遇点M所对应的数是多少?
(3)当P,O两点在“折线数轴”上相距的长度与Q,B两点在“折线数轴”上相距的长度相等时,t的值为 (直接写出结果).
变式5-2.七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,点,点处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点表示,点表示,点表示,点D表示,我们称点与点在数轴上的“友好距离”为个单位长度,并表示为.
素材2 动点从点出发,以个单位长度/秒的初始速度沿着“折线数轴”向其正方向运动.当运动到点与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点与点之间时速度变为初始速度的两倍.经过点后立刻恢复初始速度.
问题解决:探索1 :动点从点运动至点B需要多少时间?
探索2 : 动点从点出发,运动秒至点和点之间时,求点表示的数(用含的代数式表示);
探索3 :动点从点出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点运动的时间.
1.如图,已知O为数轴原点,A,B,C是数轴上三点,它们表示的数分别是4,10, -20.动点P从点C出发,以每秒6个单位的速度沿数轴的正方向运动,同时动点Q从点B出发,以每秒3个单位的速度沿数轴的正方向运动,M为AP的中点,点N在BQ上,且,R为PQ的中点,设运动时间为t秒(t>0),当满足2MO+2RO=NO时,t= 秒.
2.一个点从数轴上的原点开始,先向右移动1个单位长度,再向左移动2个单位长度,再向右移动3个单位长度,再向左移动4个单位长度,……,移动2019次后,该点所对应的数是 .
3.结合数轴、绝对值和方程的知识回答下列问题:
数轴上表示和的两点之间的距离是;表示和两点之间的距离是;
一般地,数轴上表示数和数的两点之间的距离等于.
(1)如果表示数和的两点之间的距离是,那么可列方程为,则_____;
(2)若数轴上表示数的点位于表示与的两点之间,则_____;
(3)如果点表示、点表示、点表示,点从出发,以每秒个单位的速度沿数轴向右运动,运动时间为秒,在一段时间内的值不变,直接写出的取值范围.
4.如图,在数轴上点A表示的数是8,若动点P从原点O出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动,同时另一动点Q从点A出发,以每秒4个单位长度的速度也向左运动,到达原点后立即以原来的速度返回,向右运动,设运动的时间为t秒.
(1)当时,点Q到原点O的距离为_______________;
(2)当时,求点Q到原点O的距离;
(3)当点Q到原点O的距离为4时,求点P到原点O的距离.
5.如图,已知:、分别是数轴上两点、所表示的有理数,满足.
(1)求、两点相距多少个单位长度?
(2)若点在数轴上,点到点的距离是点到点距离的,求点表示的数;
(3)点从点出发,先向左移动一个单位长度,再向右移动个单位长度,再向左移动个单位长度,再向右移动个单位长度,如此下去,依次操作次后,求点表示的数.
6.我国著名数学家华罗庚说过“数缺形时少直观,形少数时难入微”,数形结合是解决数学问题的重要思想方法.例如,代数式的几何意义是数轴上x所对应的点与2所对应的点之间的距离,因为,所以的几何意义就是数轴上x所对应的点与所对应的点之间的距离.
回答下列问题:
(1)①数轴上表示x和2的两点A和B之间的距离是______;
②在①的情况下,如果,那么x为______.
(2)探究问题:代数式的最小值是多少?
如图,点A、B、P分别表示数、2、x,,
∵的几何意义是线段与的长度之和,
∴当点P在线段上时,,当点P在点A的左侧或点B的右侧时,,
∴的最小值是3,
请你根据上述自学材料,探究解决下列问题:
解决问题:
①直接写出式子的最小值是______;
②工厂加工车间工作流水线上依次间隔2米排着5个工作台A、B、C、D、E,一只配件箱应该放在工作 处,能使工作台上的工作人员取配件所走的路程最短,最短路程是______米.
(3)若点A、B、C在数轴上分别表示数、1、5,点A、B、C同时开始在数轴上运动,若点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点B和点C分别以每秒1个单位长度和3个单位长度的速度向右运动,假设t秒钟过后,若点B与点C之间的距离表示为,点A与点B之间的距离表示为.请问:的值是否随着时间t的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,请求其值.
7.如图,在数轴上点A表示的数是8,若动点P从原点O出发,以2个单位/秒的速度向左运动,同时另一动点Q从点A出发,以4个单位/秒的速度也向左运动,到达原点后立即以原来的速度返回,向右运动,设运动的时间为t(秒).
(1)当时,求点Q表示的数;
(2)当时,求点Q表示的数;
(3)当点Q到原点O的距离为4时,求点P表示的数.
8.如图所示,长方形,长为3,宽为2,如图所示放置在数轴上,点B与表示的点重合,点P是数轴上的一点,规定:表示三角形的面积.
(1)若点P表示的数为,则是多少?
(2)若,则点P表示的数为多少?
(3)若长方形原来位置向左以2个单位速度移动,动点P从表示的点以3个单位速度向右移动,当,则点P表示的数是多少?
9.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.
10.如图,在数轴上点表示的数是8,若动点从原点出发,以2个单位/秒的速度向左运动,同时另一动点从点出发,以4个单位/秒的速度也向左运动,到达原点后立即以原来的速度返回,向右运动,设运动的时间为秒.
(1)当时,求点到原点的距离;
(2)当时,求点到原点的距离;
(3)当点到点的距离为4时,求点到点的距离.
11.如图,在数轴上有两个长方形和,这两个长方形的宽都是2个单位长度,长方形的长是4个单位长度,长方形的长是8个单位长度,点在数轴上表示的数是5,且两点之间的距离为12.
(1)填空:点在数轴上表示的数是_________ ,点在数轴上表示的数是_________.
(2)若线段的中点为,线段EH上有一点,, 以每秒4个单位的速度向右匀速运动,以每秒3个单位的速度向左运动,设运动时间为秒,求当多少秒时,.
(3)若长方形以每秒2个单位的速度向右匀速运动,长方形固定不动,当两个长方形重叠部分的面积为6时,求长方形运动的时间.
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专题01 数轴上的动点问题
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 2
类型一、点的运动时间问题 2
类型二、单点的规律运动问题 5
类型三、定值问题 6
类型四、双点往返运动问题 10
类型五、数轴的折叠问题 15
压轴能力测评(11题) 20
1.数轴:规定了原点、单位长度、正方向的直线叫做数轴。
2.数轴的三要素:原点、正方向、单位长度
3.任何有理数都可以用数轴上的点表示.
4.数轴上的点表示的数从左到右依次增大;原点左边的数是负数,原点右边的数是正数.
5.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).
6.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=.
7.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.
类型一、点的运动时间问题
例1.如图,已知数轴上点表示的数为6,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6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,若点、同时出发.求:当点运动多少秒时,点与点相遇?
【答案】(1);.
(2)当点运动秒时,点与点相遇.
【分析】此题考查的知识点是两点间的距离及数轴,根据题意得出各线段之间的等量关系是解题关键.
(1)由题意知,,因为点在原点左边,从而得出数轴上点表示的数;动点从点出发沿数轴向左匀速运动,根据题意则得出点表示的数;
(2)设点运动秒时追上点,根据题意列方程,解得值.
【详解】(1)解:∵数轴上点A表示的数为6,
∴,
则,
又∵点B在原点左边,
∴数轴上点B所表示的数为;
点P运动t秒的长度为,
∵动点P从点A出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,
∴P所表示的数为:.
(2)设点运动秒时追上点,
根据题意,得,
解得:,
答:当点运动秒时,点与点相遇.
变式1-1.已知数轴上有三个点A,B,C,点A表示的数是8,点B到点A的距离为12,点C到A点的距离为7.
(1)点B表示的数为 ;
(2)点C表示的数为 ;
(3)若点A在点B右侧,动点R从点B以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,动点P从点C以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,点P,R同时出发,点R运动多少秒时追上点P?
【答案】(1)20或
(2)1或15
(3)秒或秒
【分析】(1)分点B在点A的左边和右边两种情况求解即可;
(2)分点C在点A的左边和右边两种情况求解即可;
(3)分点C表示1和15两种情况,然后分别求出路程差,再根据路程差列方程求解即可.
【详解】(1)解:当点B在点A的左边,点B表示的数为;
当点B在点A的右边,点B表示的数为;
综上,点B表示的数为20或.
故答案为:20或.
(2)解:当点C在点A的左边,点C表示的数为;
当点C在点A的右边,点C表示的数为;
综上,点C表示的数为1或15.
故答案为:1或15.
(3)解:设点R运动a秒时追上点P,
当C表示1时,则的距离为,则有,解得:;
当C表示15时,则的距离为,则有,解得:
综上,点R运动多少秒时追上点P所需时间为秒或秒.
答:点R运动秒或秒时追上点P.
【点睛】本题主要考查了在数轴上表示数、数轴上的动点问题等知识点,掌握分类讨论思想是解答本题的关键.
变式1-2.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:.
类型二、单点的规律运动问题
例2.一个机器人从数轴原点出发,沿数轴正方向,以每前进步后退步的程序运动,设该机器人每秒钟前进或后退步,并且每步的距离为个单位长,表示第秒时机器人在数轴上的位置所对应的数,给出下列结论(1);(2);(3);(4);(5)其中,正确结论的个数是( )
A.个 B.个 C.个 D.个
【答案】B
【分析】机器人每5秒完成一个循环,每个循环前进1步,n÷5的整数值即前进的步数,余数是1,总步数加1,是2加2,是3加3,是4加2.
【详解】依题意得:机器人每5秒完成一个前进和后退,即前5秒对应的数是1,2,3,2,1;根据此规律即可推导判断:(1)和(2),显然正确;
(3)中,76÷5=15……1,故x76=15+1=16,77÷5=15……2,故x77=15+2=17,16<17,故错误;
(4)中,103÷5=20……3,故x103=20+3=23,104÷5=20……4,故x104=20+2=22,23>22,故错误;
(5)中,2018÷5=403……3,故x2018=403+3=406,2019÷5=403……4,故错误.
故选:B.
【点睛】本题考查的是归纳探索能力,确定循环次数和第n次的对应数字是解题的关键.
变式2-1.一动点从数轴上的原点出发,沿数轴的正方向以前进5个单位,后退3个单位的程序运动,已知每秒前进或后退1个单位.设表示第秒点在数轴的位置所对应的数,如,则为( )
A.504 B.505 C.506 D.507
【答案】D
【分析】先解出点P每8秒完成一个循环,解出对应的数值,再根据规律推导出答案.
【详解】解:依题意得,点P每8秒完成一组前进和后退,
前8个对应的数是1、2、3、4、5、4、3、2;
9∼16对应的数是3、4、5、6、7、6、5、4;
∵2019=8×252+3,
故=252×2+3=507.
故选:D.
【点睛】此题主要考查了数轴上点对应数字的规律探索,弄清题中的基本循环规律是解本题的关键.
变式2-2.如图,在纸面所在的平面内,一只电子蚂蚁从数轴上表示原点的位置O点出发,按向上、向右、向下、向右的方向依次不断移动,每次移动1个单位,其移动路线如图所示,第1次移动到,第2次移动到,第3次移动到,……,第n次移动到,则△O的面积是( )
A.504 B. C. D.505
【答案】B
【分析】根据图可得移动4次完成一个循环,观察图形得出OA4n=2n,处在数轴上的点为A4n和A4n-1.由OA2016=1008,推出OA2019=1009,由此即可解决问题.
【详解】解: 观察图形可知: OA4n=2n,且点A4n和点A4n-1在数轴上,
又2016=504×4,∴A2016在数轴上,且OA2016=1008,
∵2019=505×4-1,∴点A2019在数轴上,OA2019=1009,
∴△OA2A2019的面积=×1009×1=,
故选:B.
【点睛】本题考查三角形的面积,数轴等知识,解题的关键是学会探究规律,利用规律解决问题,属于中考常考题型.
类型三、定值问题
例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.
变式3-1.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.
变式3-2.如图,一个点从数轴上的原点开始,先向左移动到达点,再向右移动到达点,然后再向右移动到达点,数轴上一个单位长度表示.
(1)请你在数轴上标出、、三点的位置,并填空:A表示的数为_______,B表示的数为_______,C表示的数为______.
(2)把点到点的距离记为,则_____,______;
(3)若点从(1)中的位置沿数轴以每秒匀速向右运动,经过多少秒使?
【答案】(1)
(2)5,8
(3)5或11
【分析】本题考查数轴上点的表示,数轴上两点间距离,数轴上动点问题.
(1)根据题意利用观察即可得到本题答案;
(2)根据题意利用两点间距离即可得到;
(3)分情况讨论当点A在点C的左侧时和当点A在点C的右侧时,分别列式即可得到本题答案.
【详解】(1)解:由题意得:A点对应的数为,B点对应的数为1,点C对应的数为4,
点A,B,C在数轴上表示如图:
A表示的数为,B表示的数为1,C表示的数为4,
故答案为:;
(2)解:∵A点对应的数为,B点对应的数为1,点C对应的数为4,
∴,,
故答案为:5,8;
(3)解∶①当点A在点C的左侧时,设经过x秒后点A到点C的距离为3cm,
由题意得:,
解得:;
②当点A在点C的右侧时,
设经过x秒后点A到点C的距离为3cm,
由题意得:,
解得:,
综上,经过5或11秒后点A到点C的距离为3cm.
类型四、双点往返运动问题
例4.如图,数轴上点表示的数为,点表示的数为.点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴正方向运动,点出发的同时点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴正方向运动,设、两点运动的时间为秒.
(1)点表示的数为________,点表示的数为________.(用含的代数式表示)
(2)当,时,分别求线段的长.
(3)当时,求所有符合条件的的值.
(4)若点一直沿数轴的正方向运动,点运动到点时,立即改变运动方向,以原速度沿数轴的负方向运动,到达点时,随即停止运动,在点的整个运动过程中,当时,直接写出的值.
【答案】(1),;
(2)当时,;当时,;
(3)或;
(4)或.
【分析】本题主要考查了两点间的距离,数轴,一元一次方程的应用,解题的关键是熟记两点间的距离公式,找到等量关系.
(1)根据点的运动方向列代数式即可求解;
(2)先根据两点间的距离公式求出,再把值代入求解;
(3)根据两点间的距离公式列方程求解;
(4)根据的取值范围,分类讨论,列方程求解.
【详解】(1)解:点表示的数为,点表示的数为,
故答案为:,;
(2),
当时,,
当时,;
(3)由题意得:,
解得:或;
(4)当时,,
解得:或(不符合题意,舍去),
当时,,
解得:或(不符合题意,舍去),
综上所述,或.
变式4-1.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.
变式4-2.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,,,.
类型五、数轴的折叠问题
例5.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5-1.如图,将一条数轴在原点O和点B处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示,点B表示10,点C表示17,我们称点A和点C在“折线数轴”上相距27个单位长度.动点P,Q同时出发,点P从点A出发,以2个单位长度/秒的速度沿着“折线数轴”的正方向运动,从点O运动到点B期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速;动点Q从点C出发,以1个单位长度/秒的速度沿着“折线数轴”的负方向运动,从点B运动到点O期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速.设运动的时间为t秒,问:
(1)动点P从点A运动至点C需要多少时间?
(2)当P,Q两点相遇时,求出相遇点M所对应的数是多少?
(3)当P,O两点在“折线数轴”上相距的长度与Q,B两点在“折线数轴”上相距的长度相等时,t的值为 (直接写出结果).
【答案】(1)秒
(2)
(3)3或6或9或
【分析】本题考查了数轴上两点之间距离,一元一次方程与路程问题的应用,读懂题意,找到等量关系,列出方程是解题的关键.
(1)根据时间=,分段求出每段折线上的时间再求和即可;
(2)两点相遇时,所用时间相等,根据等量关系建立一元一次方程;
(3)根据两点在数轴上相距的长度与两点在数轴上相距的长度相等可以判断时间相等,根据等量关系建立一元一次方程,同时需要分情况讨论,即虽然,但和不是同一条射线.
【详解】(1)解:点 P 从点 A 运动至 C 点需要的时间为:
(秒).
答:点 P 从点 A 运动至 C 点需要的时间是 18.5 秒;
(2)解:由题可知,P,Q 两点相遇在线段上于 M 处,
设,
则,
解得:.
∴ 表示 P,Q 两点相遇在线段 上于M 处,即相遇点M 所对应的数是.
(3)解:P、O 两点在数轴上相距的长度与 Q、B 两点在数轴上相距的长度相等有 4 种可能:
①当动点 Q 在上,动点P在上时,
则:,
解得:;
②当动点 Q 在上,动点P在上时,
则:,
解得:;
③当动点 Q 在上,动点 P 在上时,
则:,
解得:;
④当动点 Q 在上,动点 P 在上时,
则:,
解得:.
综上所述:t 的值为 3 或 6 或 9或 18.
故答案为: 3 或 6 或 9或 .
变式5-2.七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,点,点处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点表示,点表示,点表示,点D表示,我们称点与点在数轴上的“友好距离”为个单位长度,并表示为.
素材2 动点从点出发,以个单位长度/秒的初始速度沿着“折线数轴”向其正方向运动.当运动到点与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点与点之间时速度变为初始速度的两倍.经过点后立刻恢复初始速度.
问题解决:探索1 :动点从点运动至点B需要多少时间?
探索2 : 动点从点出发,运动秒至点和点之间时,求点表示的数(用含的代数式表示);
探索3 :动点从点出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点运动的时间.
【答案】探索1:从点A运动至点B的时间为秒;探索2:表示的数为;探索3:动点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,解题的关键是理解题意并掌握相关的知识.
探索1:根据时间路程速度,即可求解;
探索2:由探索1可得在段运动时间为:秒,进而得到,结合点表示,即可求解;
探索3:分两种情况:①当在上时,②当在上时,根据线段的和差以及时间路程速度,即可求解.
【详解】解:探索1:点表示,点表示,
,,
在段初始速度为个单位长度/秒,在段速度为初始速度的一半,
在段速度为个单位长度/秒,
从点运动至点的时间为:(秒);
探索2: 的初始速度为个单位长度/秒,在段速度为初始速度的两倍,
在段速度为个单位长度/秒,
由探索1可得:在段运动时间为:秒,
,
点表示,
表示的数为:;
探索3:设秒后,
①当在上时,
,
,
,
,
,
,
(秒);
②当在上时,
,
,
,
,
(秒).
综上:动点运动的时间为秒或秒.
1.如图,已知O为数轴原点,A,B,C是数轴上三点,它们表示的数分别是4,10, -20.动点P从点C出发,以每秒6个单位的速度沿数轴的正方向运动,同时动点Q从点B出发,以每秒3个单位的速度沿数轴的正方向运动,M为AP的中点,点N在BQ上,且,R为PQ的中点,设运动时间为t秒(t>0),当满足2MO+2RO=NO时,t= 秒.
【答案】t=1s或s.
【分析】根据题意可得点P在数轴上表示的数为-20+6t,点Q在数轴上表示的数为10+3t,点M在数轴上所表示的数为,点N在数轴上所表示的数为10+ 3t×(1-)=10+t,根据2MO+2RO=NO把问题转化为绝对值方程解决即可.
【详解】由题意可得:点P在数轴上表示的数为-20+6t,点Q在数轴上表示的数为10+3t,点M在数轴上所表示的数为,点N在数轴上所表示的数为10+ 3t×(1-)=10+t,
∴,,,
∵2MO+2RO=NO,∴,
即,
①当0<t≤时,,解得t=1,
②当<t≤时,,解得t=2,
③当t>时,,解得t=(舍);
综上所述,t=1s或s.
【点睛】本题考查一元一次方程的应用、数轴、绝对值、两点间距离等知识,解题的关键是理解题意,学会构建绝对值方程解决问题.
2.一个点从数轴上的原点开始,先向右移动1个单位长度,再向左移动2个单位长度,再向右移动3个单位长度,再向左移动4个单位长度,……,移动2019次后,该点所对应的数是 .
【答案】1010
【分析】根据已知:
第1次移动后对应的数为1,
第2次移动后对应的数为﹣1,
第3次移动后对应的数为2,
第4次移动后对应的数为﹣2,
第5次移动后对应的数为3,
第6次移动后对应的数为﹣3,
……
归纳得到:
第n次移动后,若n为偶数,则对应的点表示的数为﹣.
若n为奇数,则对应的点表示的数为
【详解】解:第1次移动后对应的数为1,
第2次移动后对应的数为﹣1,
第3次移动后对应的数为2,
第4次移动后对应的数为﹣2,
第5次移动后对应的数为3,
第6次移动后对应的数为﹣3,
……
∴第n次移动后,若n为偶数,则对应的点表示的数为﹣;
若n为奇数,则对应的点表示的数为,
当n=2019时,该点所对应的数为=1010,
故答案为:1010.
【点睛】归纳法再找规律当中的应用,也考查了代数式的求值问题.
3.结合数轴、绝对值和方程的知识回答下列问题:
数轴上表示和的两点之间的距离是;表示和两点之间的距离是;
一般地,数轴上表示数和数的两点之间的距离等于.
(1)如果表示数和的两点之间的距离是,那么可列方程为,则_____;
(2)若数轴上表示数的点位于表示与的两点之间,则_____;
(3)如果点表示、点表示、点表示,点从出发,以每秒个单位的速度沿数轴向右运动,运动时间为秒,在一段时间内的值不变,直接写出的取值范围.
【答案】(1)或;
(2);
(3)当时,的值不变.
【分析】()根据绝对值的意义解方程即可求解;
()由得到所求式子的值为数表示的点到表示的点与到表示的点的距离之和,即为表示的点到表示的点的距离,根据两点间距离公式计算即可求解;
()根据题意可知,当点在线段上运动时,的值不变,分别求出点从点运动到点和到点的时间即可求解;
本题考查了数轴上两点间的距离及动点问题,掌握数轴上两点间的距离计算方法是解题的关键.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴或,
解得或,
故答案为:或;
(2)解:∵,
∴所求式子的值为数表示的点到表示的点与到表示的点的距离之和,即为表示的点到表示的点的距离,
∴,
故答案为:;
(3)解:根据题意可知,当点在线段上运动时,的值不变,
点从点运动到点的时间为秒,
点从点运动到点的时间为秒,
∴当时,的值不变.
4.如图,在数轴上点A表示的数是8,若动点P从原点O出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动,同时另一动点Q从点A出发,以每秒4个单位长度的速度也向左运动,到达原点后立即以原来的速度返回,向右运动,设运动的时间为t秒.
(1)当时,点Q到原点O的距离为_______________;
(2)当时,求点Q到原点O的距离;
(3)当点Q到原点O的距离为4时,求点P到原点O的距离.
【答案】(1)6
(2)2
(3)2或6
【分析】本题考查了动点在数轴上的运动,正确分析题意并分类讨论,是解题的关键.
(1)当时,先计算,小于8,则用8减去即可得;
(2)当时,点运动的距离大于8,则用点运动的数值减去8即可;
(3)当点到原点的距离为4时,分两种情况:向左运动时,向右运动时,分别计算即可.
【详解】(1)解:当时,
点到原点的距离为6;
(2)当时,点运动的距离为
点到原点的距离为2;
(3)当点到原点的距离为4时,
向左运动时,,则
;
向右运动时
运动的距离是
运动时间
点到原点的距离为2或6.
5.如图,已知:、分别是数轴上两点、所表示的有理数,满足.
(1)求、两点相距多少个单位长度?
(2)若点在数轴上,点到点的距离是点到点距离的,求点表示的数;
(3)点从点出发,先向左移动一个单位长度,再向右移动个单位长度,再向左移动个单位长度,再向右移动个单位长度,如此下去,依次操作次后,求点表示的数.
【答案】(1)个单位长度;
(2)或;
(3).
【分析】()先由绝对值和平方数的非负性求出和,再根据数轴上表示的数之间的距离的公式即可求解;
()根据点的位置分情况讨论即可求解;
()点向左移个单位,再向右移动个单位,依次规律,列出算式即可求解.
【详解】(1)因为,,,
所以,,
所以,,
,
答:、两点相距12个单位长度;
(2)若点在B点的右侧,则.
所以.
所以点表示的数为.
若点在A,B点之间,则.
所以.
所以点表示的数为.
综上,点表示的数为或.
(3),
答:点表示的数为.
【点睛】此题考查了数轴,解题的关键是熟练掌握数轴两点间的距离及数轴上的动点问题.
6.我国著名数学家华罗庚说过“数缺形时少直观,形少数时难入微”,数形结合是解决数学问题的重要思想方法.例如,代数式的几何意义是数轴上x所对应的点与2所对应的点之间的距离,因为,所以的几何意义就是数轴上x所对应的点与所对应的点之间的距离.
回答下列问题:
(1)①数轴上表示x和2的两点A和B之间的距离是______;
②在①的情况下,如果,那么x为______.
(2)探究问题:代数式的最小值是多少?
如图,点A、B、P分别表示数、2、x,,
∵的几何意义是线段与的长度之和,
∴当点P在线段上时,,当点P在点A的左侧或点B的右侧时,,
∴的最小值是3,
请你根据上述自学材料,探究解决下列问题:
解决问题:
①直接写出式子的最小值是______;
②工厂加工车间工作流水线上依次间隔2米排着5个工作台A、B、C、D、E,一只配件箱应该放在工作 处,能使工作台上的工作人员取配件所走的路程最短,最短路程是______米.
(3)若点A、B、C在数轴上分别表示数、1、5,点A、B、C同时开始在数轴上运动,若点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点B和点C分别以每秒1个单位长度和3个单位长度的速度向右运动,假设t秒钟过后,若点B与点C之间的距离表示为,点A与点B之间的距离表示为.请问:的值是否随着时间t的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,请求其值.
【答案】(1);或5
(2)2.C,12
(3)的值是不随着时间t的变化而改变,其值为2
【分析】本题主要考查了数轴,数轴上两点之间的距离:
(1)根据两点间距离公式可得结论;
(2)①根据两点间的距离公式,点在线段上,可得最小值;②以C点为原点,2米为一个单位长度,A、B、C、D、E依次在数轴上排列,根据绝对值的意义,几何数轴上点的特点可知当时,有最小值12;
(3)根据两点间的距离公式分别表示,代入计算可得答案.
【详解】(1)①数轴上表示x和2的两点A和B之间的距离是;
②∵,
∴,
∴,
∴或,
∴或5.
故答案为:;或5.
(2)①当时,则有:
,
∴的最小值是 2;
②设C点为原点,2米为一个单位长度,A、B、C、D、E依次在数轴上排列,则工作人员取配件所走的路程为,
当时,有最小值12,
即:一只配件箱应该放在工作C处,能使工作台上的工作人员取配件所走的路程最短,最短路程是 12米.
故答案为:2.C,12.
(3)根据题意得:,,
∴.
∴的值是不随着时间t的变化而改变,其值为2.
7.如图,在数轴上点A表示的数是8,若动点P从原点O出发,以2个单位/秒的速度向左运动,同时另一动点Q从点A出发,以4个单位/秒的速度也向左运动,到达原点后立即以原来的速度返回,向右运动,设运动的时间为t(秒).
(1)当时,求点Q表示的数;
(2)当时,求点Q表示的数;
(3)当点Q到原点O的距离为4时,求点P表示的数.
【答案】(1)6
(2)2
(3)或
【分析】本题考查了数轴上的动点问题,熟练掌握数轴上两点之间距离的表示方法是解题的关键.
(1)计算出点Q运动的路程,即可解答;
(2)计算出点Q的运动路程,即可解答;
(3)分两种情况,点在还没达到原点,点Q到原点O的距离为4;到达原点后距离原点后,点Q到原点O的距离为4,计算时间,即可得到点运动的路程,即可解答。
【详解】(1)解:当时,
点Q表示的数为;
(2)解:当时,
点Q运动的路程为,
点Q表示的数为
(3)解:①点还没达到原点时,
点运动的路程为,
秒,
点表示的数为;
①点达到原点时,
点运动的路程为,
秒,
点表示的数为,
故点P表示的数为或.
8.如图所示,长方形,长为3,宽为2,如图所示放置在数轴上,点B与表示的点重合,点P是数轴上的一点,规定:表示三角形的面积.
(1)若点P表示的数为,则是多少?
(2)若,则点P表示的数为多少?
(3)若长方形原来位置向左以2个单位速度移动,动点P从表示的点以3个单位速度向右移动,当,则点P表示的数是多少?
【答案】(1)5
(2)或
(3)或
【分析】本题考查了数轴上的动点问题、两点之间的距离:
(1)根据长方形得,点表示的数为,则,再利用三角形的面积公式即可求解;
(2)由得,分类讨论:当点在点左侧时,当点在点右侧时,当点在点和点之间时,根据与之间的数量关系即可求解;
(3)设经过秒后,,则点C表示的数为,点P表示的数为,,分类讨论:当点在点左侧时,当点在点右侧时,当点在点和点之间时,根据与之间的数量关系求得的值,进而可求解;
熟练掌握两点之间的距离公式及利用分类讨论思想解决问题是解题的关键.
【详解】(1)解:是长方形,长为3,宽为2,点B与表示的点重合,
,,点表示的数为,
点P表示的数为,
,
.
(2)是长方形,宽为2,
,,
,
,
即:,
当点在点左侧时,由数轴得:,
,
解得:,
点所表示的数为:;
当点在点右侧时,
(不符合题意),
当点在点和点之间时,
由数轴得:,
即:,
,
解得:,
点所表示的数为:;
综上所述:点所表示的数为或.
(3)设经过秒后,,
长方形各个点都向左移动了个单位长度,
则点C表示的数为,
点P向右移动了个单位长度,
则点P表示的数为,
,即:,
当点在点左侧时,由数轴得:,
,
解得:,
,
解得:,
点P表示的数为,
当点在点右侧时,
(不符合题意),
当点在点和点之间时,
由数轴得:,
即:,
,
解得:,
,
解得:,
点P表示的数为,
综上所述:点P表示的数为或.
9.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.
10.如图,在数轴上点表示的数是8,若动点从原点出发,以2个单位/秒的速度向左运动,同时另一动点从点出发,以4个单位/秒的速度也向左运动,到达原点后立即以原来的速度返回,向右运动,设运动的时间为秒.
(1)当时,求点到原点的距离;
(2)当时,求点到原点的距离;
(3)当点到点的距离为4时,求点到点的距离.
【答案】(1)当时,点到原点的距离为6
(2)点到原点的距离为2
(3)点到点的距离为6或10或22
【分析】本题考查了数轴上的动点问题,熟练掌握数轴上两点之间距离的表示方法是解题的关键.
(1)先计算出点Q运动的路程,即可解答;
(2)先计算出点Q的运动路程,即可解答;
(3)①点向左运动4个单位长度,②点向左运动8个单位长度到原点,再向右运动4个单位长度,③点向左运动8个单位长度到原点,再向右运动12个单位长度.
【详解】(1)解:当时,,
,
当时,点到原点的距离为6.
(2)解:当时,点运动的距离为,
,
∴点到原点的距离为2;
(3)解:点到原点的距离为4时,分三种情况讨论:
①点向左运动4个单位长度,此时运动时间:(秒),
点表示的数是,点表示的数是4;
此时点到点之间的距离是6.
②点向左运动8个单位长度到原点,再向右运动4个单位长度,
则点运动的距离为:,运动时间:(秒)
点表示的数是,点表示的数是4;
此时点到点之间的距离是10.
③点向左运动8个单位长度到原点,再向右运动12个单位长度,
则点运动的距离为:,运动时间:(秒)
点表示的数是,点表示的数是12;
此时点到点之间的距离是22.
综上,点到点的距离为6或10或22.
11.如图,在数轴上有两个长方形和,这两个长方形的宽都是2个单位长度,长方形的长是4个单位长度,长方形的长是8个单位长度,点在数轴上表示的数是5,且两点之间的距离为12.
(1)填空:点在数轴上表示的数是_________ ,点在数轴上表示的数是_________.
(2)若线段的中点为,线段EH上有一点,, 以每秒4个单位的速度向右匀速运动,以每秒3个单位的速度向左运动,设运动时间为秒,求当多少秒时,.
(3)若长方形以每秒2个单位的速度向右匀速运动,长方形固定不动,当两个长方形重叠部分的面积为6时,求长方形运动的时间.
【答案】(1)13,−11;(2)x=2或x=;(3)当长方形ABCD运动的时间7.5秒或10.5秒时,重叠部分的面积为6.
【分析】(1)根据已知条件可先求出点H表示的数为13,然后再进一步求解即可;
(2)根据题意先得出点M表示的数为﹣9,点N表示的数为7,然后分当M、N在点O两侧或当N、M在点O同侧两种情况进一步分析讨论即可;
(3)设长方形ABCD运动的时间为y秒,分重叠部分为长方形EFCD或重叠部分为长方形CDHG两种情况进一步分析讨论即可.
【详解】(1)∵长方形的长是8个单位长度,点在数轴上表示的数是5,
∴点H表示的数为:,
∵两点之间的距离为12,
∴点D表示的数为:,
∵长方形的长是4个单位长度,
∴点A表示的数为:,
故答案为:;
(2)由题意可知:点M表示的数为﹣9,点N表示的数为7;,经过x秒后,M点表示的数为﹣9+4x,N点表示的数为7﹣3x;
①当M、N在点O两侧时,点O为M、N的中点,
则有,
解得x=2 ;
②当N、M在点O同侧时,即点N、M相遇,
则有7﹣3x=﹣9+4x
解得:x=
综上,当x=2或x=时,OM=ON ;
(3)设长方形ABCD运动的时间y为秒,
①当重叠部分为长方形EFCD时,
DE=−7+2y−5= 2y−12
∴ 2(2y−12) = 6,
解得:y = 7.5;
②当重叠部分为长方形CDHG时,
HD=4- (−7+2y-13)= 24− 2y,
∴ 2(24−2y) = 6,
解得:y =10.5;
综上,当长方形ABCD运动的时间7.5秒或10.5秒时,重叠部分的面积为6.
【点睛】本题主要考查了数轴上的动点问题,熟练掌握相关方法是解题关键.
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