内容正文:
专题06 线段上的动点问题
目录
压轴题型讲练 1
类型一、求线段长度 1
类型二、线段之间的数量关系 7
类型三、定值问题 13
类型四、求点的运动时间 19
类型五、新定义问题 28
压轴能力测评 35
类型一、求线段长度
【例1】如图1,一款暗插销由外壳,开关,锁芯DE三部分组成,其工作原理如图2,开关绕固定点O转动,由连接点D带动锁芯DE移动.图3为插销开启状态,此时连接点D在线段上,如位置.开关绕点O顺时针旋转180°后得到,锁芯弹回至位置(点B与点重合),此时插销闭合如图4.已知,,则 mm.
【例2】如图,已知线段AB,延长线段BA至C,使CB=AB.
(1)请根据题意将图形补充完整.直接写出= _______;
(2)设AB = 9cm,点D从点B出发,点E从点A出发,分别以3cm/s,1cm/s的速度沿直线AB向左运动.
①当点D在线段AB上运动,求的值;
②在点D,E沿直线AB向左运动的过程中,M,N分别是线段DE、AB的中点.当点C恰好为线段BD的三等分点时,求MN的长.
【变式1-1】已知多项式是关于x的二次多项式,且二次项系数为b,数轴上两点A,B对应的数分别为a,b.
(1)a=___________,b=___________,线段AB=___________;
(2)若数轴上有一点C,使得,点M为的中点,求的长;
(3)有一动点G从点A出发,以1个单位每秒的速度向终点B运动,同时动点H从点B出发,以个单位每秒的速度在数轴上作同向运动,设运动时间为t秒(),点D为线段的中点,点F为线段的中点,点E在线段上且,在G,H的运动过程中,求的值.
【变式1-2】如图,P是线段上一点,,C,D两点分别从P、B出发以的速度沿直线向左运动(C在线段上,D在线段上),运动的时间为t.
(1)当时,,请求出的长;
(2)当时,,请求出的长;
(3)若C、D运动到任一时刻时,总有,请求出长;
【变式1-3】如图,M是线段AB上一点,且AB=10cm,C、D两点分别从M,B同时出发以1cm/s,3cm/s的速度沿直线BA向左运动,运动方向如箭头所示(C在线段AM上,D在线段BM上).
(1)当点C, D运动了2s,求这时AC+MD的值.
(2) 若点C, D运动时,总有MD=3AC,求AM的长.
类型二、线段之间的数量关系
【例3】如图1,已知线段,点M是线段上一点,点C在线段上,点D在线段上,C、D两点分别从M、B出发以的速度沿直线运动,运动方向如箭头所示,其中a、b满足条件:.
(1)直接写出:____________,_____________;
(2)若,当点C、D运动了,求的值;
(3)如图2,若,点N是直线上一点,且,求与的数量关系.
【例4】如图,数轴上点A在原点左侧,点B在原点右侧,且,动点P、Q分别从A、B两点同时出发,都向右运动,点P的速度为每秒2个单位长度,点Q的速度为每秒1个单位长度,当点P与点Q重合时,P,Q两点停止运动.设运动时间为t秒.
(1)若点A表示的数为,则点B表示的数为________,线段中点表示的数为___________;
(2)在(1)的条件下,若,求t的值;
(3)当点P在线段上运动时,若,请探究线段与线段之间的数量关系,并说明理由.
【变式2-1】如图,在直线AB上,线段,动点P从A出发,以每秒2个单位长度的速度在直线AB上运动.M为AP的中点,N为BP的中点,设点P的运动时间为t秒.
(1)若点P在线段AB上的运动,当时, ;
(2)若点P在射线AB上的运动,当时,求点P的运动时间t的值;
(3)当点P在线段AB的反向延长线上运动时,线段AB、PM、PN有怎样的数量关系?请写出你的结论,并说明你的理由.
【变式2-2】已知:如图,点是线段上一点,,动点从出发,以的速度向点运动,同时,动点从出发以的速度向运动﹒(在线段上,在线段上) .
(1)若,当点运动了,此时____ ;(填空)
(2)若,当线段时,求动点和运动的时间.
(3)若,当点运动时,和有什么数量关系,请说明理由﹒
【变式2-3】如图1,,是直线上的两个点,且.线段(在的左侧)可以在直线上左右移动.已知,点是的中点.
(1)如图2,当与重合时, , ;
(2)在图2的基础上,将线段沿直线向左移动个单位长度得到图3.
①若,求和的长;
②若,则的值是 .
(3)在图2的基础上,将线段沿直线向右移动个单位长度.请直接写出与之间的数量关系 .
类型三、定值问题
【例5】如图,在数轴上A点表示数a,B点示数b,C点表示数c,b是最小的正整数,且a,c满足.
(1)______,______,______.
(2)点P从点A出发,以秒的速度沿数轴向右匀速运动,点Q从点C出发,沿数轴向左匀速运动,两点同时出发,当点Q运动到点A时,点P,Q停止运动.当时,点Q运动到的位置恰好是线段的中点,求点Q的运动速度;(注:点O为数轴原点)
(3)在(2)的条件下,当点P运动到线段上时,分别取和的中点E,F.请问:的值是否随着时间t的变化而变化?若变化,请说明理由;若不变,请求其值.
【例6】如图1,线段AB长为24个单位长度,动点P从A出发,以每秒2个单位长度的速度沿射线AB运动,M为AP的中点,设P的运动时间为x秒.
(1)P在线段AB上运动,当时,求x的值.
(2)当P在线段AB上运动时,求的值.
(3)如图2,当P在AB延长线上运动时,N为BP的中点,MN的长度是否发生变化?如不变,求出MN的长度.如变化,请说明理由.
【变式3-1】如图,已知直线l上有两条可以左右移动的线段:,且m,n满足,点M,N分别为中点.
(1)求线段的长;
(2)线段以每秒4个单位长度向右运动,线段以每秒1个单位长度也向右运动.若运动6秒后,,求此时线段的长;
(3)若,将线段固定不动,线段以每秒4个单位速度向右运动,在线段向右运动的某一个时间段t内,始终有为定值.求出这个定值,并直接写出t在哪一个时间段内.
【变式3-2】【阅读】我们知道,数轴上原点右侧的数是正数,越往右走,数字越大,原点左侧则相反.于是,我们可以假设:若点P从原点出发,沿数轴的正方向以每秒3个单位长度的速度运动,则t秒后点P表示的数是;反之,若点P从原点出发,沿数轴的负方向以每秒2个单位长度的速度运动,则t秒后点P表示的数是.
【探究】已知数轴上两点表示的数分别为,且分别为.
(1)如图1,若点P和点Q分别从点同时出发,都沿数轴的负方向运动,点P的运动速度为每秒2个单位长度,点Q的运动速度为每秒6个单位长度,设运动的时间为t秒.
①t秒后,点P表示的数是_______,点Q表示的数是________;
②当两点之间的距离为4时,则t的值为_______.
(2)如图2,若点P从点A出发,沿数轴的正方向以每秒2个单位长度的速度运动,到点B时停止运动,分别是线段的中点,则在运动过程中,线段的长度是否为定值?若是,请直接写出线段的长度;若不是,请说明理由.
【变式3-3】已知多项式中,多项式的项数为a,四次项的系数为b,常数项为c,且a,b,c的值分别是点A、B、C在数轴上对应的数,点P从B点出发,沿数轴向右以1单位/s的速度匀速运动,点Q从点A出发,沿数轴向左匀速运动,两点同时出发.
(1)a= ,b= ,c= ;
(2)若点Q运动速度为3单位/s,经过多长时间P、Q两点相距9;
(3)O是数轴上的原点,当点P运动在原点左侧上时,分别取OP和AC的中点E、F,试问的值是否变化,若变化,求出其范围;若不变,求出其值.
类型四、求点的运动时间
【例7】已知长方形中,,,动点从点出发沿以每秒2个单位的速度运动;同时,点也从点出发以每秒3个单位的速度沿运动,当其中一个点到达终点时另一个点也随之停止运动.
设运动时间为秒.
(1)当点到达终点时,点在边 ;
(2)当点在边上运动时,用表示的式子为 ;
(3)点、相遇时, 秒.
【例8】如图,在长方形ABCD中,,,动点P从点A出发,以每秒1cm的速度沿折线A→B→C运动,到点C停止;同时动点Q从点B出发,以每秒2cm的速度在B、C间做往复运动,当点P到达终点C时,点Q也随之停止运动.设点P运动的时间是x(秒),的面积是.
(1)点Q共运动______秒.
(2)当点P沿折线A→B→C运动时,用含x的代数式表示线段的长.
(3)用含x的代数式表示S.
(4)当P、Q两点相遇时,直接写出x的值.
【变式4-1】如图1,已知线段,点、、在线段上,且.
(1)__________,__________;
(2)已知动点从点出发,以的速度沿向点运动;同时动点从点出发,以的速度沿向点运动,当点到达点后立即以原速返回,直到点到达点,运动停止;设运动的时间为.
①求为何值,线段的长为;
②如图2,现将线段折成一个长方形(点、重合),请问:是否存在某一时刻,以点、、、为顶点的四边形面积与以点、、、为顶点的四边形面积相等,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【变式4-2】点是线段上一点,若(n为大于1的正整数),则我们称点是的最强点.例如,,,则,称E是的最强点;,则是的最强点.
(1)点在线段上,若,,点是的最强点,则 .
(2)若,是的最强点,则 .(用n的代数式表示)
(3)一直线上有两点A,B,,点从B点出发,以每秒的速度向A运动,运动到点A时停止.点D从点A出发,以每秒的速度沿射线运动,t为多少时,点B,,D恰好有一个点是其余2个点的最强点.(用n的代数式表示)
【变式4-3】材料阅读:对线段而言,当点在线段上,且点是的中点时,有,反过来,当有时,则点为线段的中点.
(1)如图1,点在线段上,若,则______;若,则______;
(2)如图2,已知线段,点分别从点和点同时出发,相向而行,点的运动速度为,点的运动速度为,若它们相遇则点同时停止运动.线段的中点为点,线段的中点为点,运动时,求两中点之间的距离;
(3)已知线段,点分别从点和点同时出发,相向而行,若点的运动速度分别为和,点到达点后立即以原速返回,点到达点时,点同时停止运动,设运动时间为s,则当为何值时,等式成立?
类型五、新定义问题
【例9】【新知理解】如图①,点在线段上,图中共有三条线段、和,若其中有一条线段的长度是另外一条线段长度的倍,则称点是线段的“巧点”.
(1)线段的中点______这条线段的“巧点”(填“是”或“不是”);
(2)若,点是线段的巧点,则最长为______;
【解决问题】
(3)如图②,已知,动点从点出发,以的速度沿向点匀速移动;点从点出发,以的速度沿向点匀速移动,点、同时出发,当其中一点到达终点时,运动停止,设移动的时间为.当为何值时,为、的巧点?说明理由.
【例10】如图1,点C把线段AB分成两条线段AC和BC,如果AC=2BC时,则称点C是线段AB的内二倍分割点;如图2,如果BC=2AC时,则称点C是线段BA的内二倍分割点.
例如:如图3,数轴上,点A、B、C、D分别表示数-1、2、1、0,则点C是线段AB的内二倍分割点;点D是线段BA内二倍分割点.
(1)如图4,M、N为数轴上两点,点M所表示的数为-2,点N所表示的数为7.MN的内二倍分割点表示的数是 ;NM的内二倍分割点表示的数是 .
(2)数轴上,点A所表示的数为-30,点B所表示的数为20.点P从点B出发,以2个单位每秒的速度沿数轴向左运动,设运动时间为t(t>0)秒.
①线段BP的长为 ;(用含t的式子表示)
②求当t为何值时,P、A、B三个点中恰有一个点为其余两点的内二倍分割点.
【变式5-1】如图,点A、点B在数轴上分别表示数a、b,则A、B两点之间的距离表示为.
【探索新知】
如图1,点C将线段分成和两部分,若,则称点C是线段的圆周率点,线段称作互为圆周率伴侣线段
(1)若,则______;
(2)若点D也是图1中线段的圆周率点(不同于C点),则______(填“<”、“”、“>”)
【深入研究】
如图2,现有一个直径为1个单位长度的圆片,将圆片上的某点与数轴上表示1的点重合,并把圆片沿数轴向右无滑动地滚动1周,该点到达点C的位置
(3)若点M、N均为线段的圆周率点,求线段的长度;
(4)在图2中,点P、Q分别从点O、C位置同时出发,分别以每秒3个单位长度、每秒2个单位长度的速度向右匀速运动,运动时间为t秒.当点P在点C左侧时,P、C、Q三点中某一点为其余两点所构成线段的圆周率点,请求出t的值
【变式5-2】【新知理解】如图①,点C在线段AB上,若BC=πAC,则称点C是线段的圆周率点,线段AC、BC称作互为圆周率伴侣线段.
(1)若AC=2,求AB的长;
(2)在(1)的条件下,若点D也是图①中线段AB的圆周率点(不同于点C),试求出线段BD的长,并判断AC与BD的数量关系;
【解决问题】(3)如图②,现有一个直径为1个单位长度的圆片,将圆片上的某点与数轴上表示1的点重合,并把圆片沿数轴向右无滑动性的滚动1周,该点到达C的位置,求点C所表示的数;若点M、N是线段OC的圆周率点,求MN的长;
(4)图②中,若点D在射线OC上,且线段CD与O、C、D中某两个点为端点的线段互为圆周率伴侣线段,请直接写出点D所表示的数(答案保留π).
【变式5-3】定义:若A,B,C为数轴上三点,若点C到点A的距离是点C到点B的距离2倍,我们就称点C是的美好点.
例如;如图1,点A表示的数为,点B表示的数为2,表示1的点C到点A的距离是2,到点B的距离是1,那么点C是的美好点;又如,表示0的点D到点A的距离是1,到点B的距离是2,那么点D就不是的美好点,但点D是的美好点.
如图2,M,N为数轴上两点,点M所表示的数为,点N所表示的数为2.
(1)点E,F,G表示的数分别是,,11,其中是美好点的是________;写出美好点H所表示的数是___________.
(2)现有一只电子蚂蚁P从点N开始出发,以2个单位每秒的速度向左运动.当t为何值时,点P恰好为M和N的美好点?
1.如图所示,数轴上O,A两点的距离为8,一动点P从点A出发,按以下规律跳动:第1次跳动到AO的中点A1处,第2次从A1点跳动到A1O的中点A2处,第3次从A2点跳动到A2O的中点A3处,按照这样的规律继续跳动到点A4,A5,A6,…,An(n≥3,n是整数)处,问经过这样2023次跳动后的点与A1A的中点的距离是( )
A. B. C. D.
2.如图,线段的长为,点为上一动点(不与,重合),为中点,为中点,随着点的运动,线段的长度( )
A.随之变化 B.不改变,且为
C.不改变,且为 D.不改变,且为
3.已知点M是线段上一点,若,点N是直线上的一动点,且,则 .
4.如图直线l上有AB两点,,点O是线段AB上的一点,,若点C是射线AB上一点,且满足,则OC= cm.
5.如图,点B在线段上,且,.动点P从点A出发,沿以每秒4个单位长度的速度向终点C匀速运动;同时动点Q从点C出发,沿以每秒2个单位长度的速度向终点A匀速运动.设点Q的运动时间为.
(1)线段、的中点之间的距离为_______.
(2)当点P到点C时,求的长.
(3)求的长(用含t的代数式表示).
(4)设时,直接写出t的值.
6.如图①,已知点C在线段上,线段厘米,厘米,点M,N分别是,的中点.
(1)求线段的长度;
(2)根据第(1)题的计算过程和结果,设,其他条件不变,求的长度;
(3)动点P、Q分别从A、B同时出发,点P以2厘米/秒的速度沿向右运动,终点为B,点Q以1厘米/秒的速度沿向左运动,终点为A,当一个点到达终点,另一个点也随之停止运动,求运动多少秒时:
①点P恰好为线段的中点?
②直接写出C、P、Q三点中有一点恰好是以另两点为端点的线段的中点?(除①外)
7.已知:如图,点是线段上一定点,,两点分别从点出发以、的速度在直线上运动,运动方向如图中箭头所示(点在线段上,点在线段上)
(1)若,当点、运动了,此时 , ;(直接填空)
(2)当点运动了时,求的值.
(3)若点、运动时,总有,则 (填空)
(4)在(3)的条件下,是直线上一点,且,求的值.
8.如图,是线段上一点,,,两动点分别从点,同时出发沿射线向左运动,到达点处即停止运动.
(1)若点,的速度分别是,.
①若,当动点,运动了时,求的值;
②若点到达中点时,点也刚好到达的中点,求;
(2)若动点,的速度分别是,,点,在运动时,总有,求的长度.
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专题06 线段上的动点问题
目录
压轴题型讲练 1
类型一、求线段长度 1
类型二、线段之间的数量关系 7
类型三、定值问题 13
类型四、求点的运动时间 19
类型五、新定义问题 28
压轴能力测评 35
类型一、求线段长度
【例1】如图1,一款暗插销由外壳,开关,锁芯DE三部分组成,其工作原理如图2,开关绕固定点O转动,由连接点D带动锁芯DE移动.图3为插销开启状态,此时连接点D在线段上,如位置.开关绕点O顺时针旋转180°后得到,锁芯弹回至位置(点B与点重合),此时插销闭合如图4.已知,,则 mm.
【答案】24
【详解】解:由图3得,当点D在O的右侧时,即位置时,B与点E的距离为,
由图4得,当点D在O的左侧时,即位置时,B与点E重合,即位置,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:24.
【点睛】题目主要考查线段间的数量关系,理解题意,结合图形求解是解题关键.
【例2】如图,已知线段AB,延长线段BA至C,使CB=AB.
(1)请根据题意将图形补充完整.直接写出= _______;
(2)设AB = 9cm,点D从点B出发,点E从点A出发,分别以3cm/s,1cm/s的速度沿直线AB向左运动.
①当点D在线段AB上运动,求的值;
②在点D,E沿直线AB向左运动的过程中,M,N分别是线段DE、AB的中点.当点C恰好为线段BD的三等分点时,求MN的长.
【答案】(1),(2)3,(3)12cm或24cm.
【详解】解:(1)图形补充完整如图,
∵CB=AB,
∴CA=,
,
故答案为:;
(2)①AB = 9cm,由(1)得,(cm),设运动的时间为t秒,
cm,cm,
,
②当时,
∵AB = 9cm, cm,
∴cm,
∴cm,
cm,
运动时间为:18÷3=6(秒),
则cm,
cm,
cm,
∵M,N分别是线段DE、AB的中点.
∴cm,cm,
cm,
当时,
∵AB = 9cm, cm,
∴cm,
∴cm,
运动时间为:36÷3=12(秒),
则cm,
cm,
cm,
∵M,N分别是线段DE、AB的中点.
∴cm,cm,
cm,
综上,MN的长是12cm或24cm.
【点睛】本题考查了线段的计算,解题关键是准确识图,熟练表示出线段长.
【变式1-1】已知多项式是关于x的二次多项式,且二次项系数为b,数轴上两点A,B对应的数分别为a,b.
(1)a=___________,b=___________,线段AB=___________;
(2)若数轴上有一点C,使得,点M为的中点,求的长;
(3)有一动点G从点A出发,以1个单位每秒的速度向终点B运动,同时动点H从点B出发,以个单位每秒的速度在数轴上作同向运动,设运动时间为t秒(),点D为线段的中点,点F为线段的中点,点E在线段上且,在G,H的运动过程中,求的值.
【答案】(1),20,30;
(2)3或75;
(3).
【详解】(1)解:由题意知:,
∴,
∴的距离为
故答案为:,20,30;
(2)分两种情况:
①当点C在AB之间时,如图1,
∵,,
∴,
∵M是的中点,
∴,
∴;
②当点C在点B的右侧时,如图2,
∵,,
∴,
∵,
∴;
综上,的长是3或75;
(3)由题意得:点G表示的数为::,点H表示的数为:,
∵,,
∴点G在线段之间,
∵D为的中点,
∴点D表示的数为:,
∵F是的中点,
∴点F表示的数为:,
∵,
∵,
∴,
∴点E表示的数为: t,
∴.
【点睛】本题考查多项式和数轴;与中点有关的计算,数轴上的动点问题,数轴上两点间的距离,根据点的运动特点,分情况列出合适的方程,进行求解是关键.
【变式1-2】如图,P是线段上一点,,C,D两点分别从P、B出发以的速度沿直线向左运动(C在线段上,D在线段上),运动的时间为t.
(1)当时,,请求出的长;
(2)当时,,请求出的长;
(3)若C、D运动到任一时刻时,总有,请求出长;
【答案】(1)4cm
(2)4cm
(3)4cm
【详解】(1)解:依题意知,当时,,
∴
∵,
∴
即,
∴
又,
∴;
(2)解:当时,,
∴
又,
∴,
即,
∴
又,
∴
(3)解:当运动时间为t时,,
∴
又,
∴,
即
∴
又,
∴
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,两点间的距离,灵活运用线段的和、差、倍、分转化线段之间的数量关系是十分关键的一点.
【变式1-3】如图,M是线段AB上一点,且AB=10cm,C、D两点分别从M,B同时出发以1cm/s,3cm/s的速度沿直线BA向左运动,运动方向如箭头所示(C在线段AM上,D在线段BM上).
(1)当点C, D运动了2s,求这时AC+MD的值.
(2) 若点C, D运动时,总有MD=3AC,求AM的长.
【答案】(1)2 cm;(2)2.5cm.
【详解】解:(1)当点C,D运动了2s时,CM=2 cm,BD=6 cm,
∵AB=10cm,CM=2cm,BD=6cm,
∴AC+MD=AB﹣CM﹣BD=10﹣2﹣6=2 cm;
(2)∵C,D两点的速度分别为1cm/s,3 cm/s,
∴BD=3CM.
又∵MD=3AC,
∴BD+MD=3CM+3AC,即BM=3AM,
∴AMAB=2.5cm.
【点睛】本题考查关于线段的计算等知识,有一定难度,关键是细心阅读题目,理清题意后再解答.
类型二、线段之间的数量关系
【例3】如图1,已知线段,点M是线段上一点,点C在线段上,点D在线段上,C、D两点分别从M、B出发以的速度沿直线运动,运动方向如箭头所示,其中a、b满足条件:.
(1)直接写出:____________,_____________;
(2)若,当点C、D运动了,求的值;
(3)如图2,若,点N是直线上一点,且,求与的数量关系.
【答案】(1)1,3
(2)8cm
(3)或
【详解】(1)解:∵|a−1|+|b−3|=0
∴a-1=0,b-3=0,
∴a=1,b=3,
故答案为:1;3;
(2)当C、D运动时,,,
∴.
(3)当点N在线段上时,
∵,
又∵,
∴,
∴.
当点N在线段的延长线上时,
∵,
又∵,
∴.
综上所述,或.
【点睛】题目主要考查绝对值的非负性及点的运动,线段间的数量关系等,理解题意,根据图象得出线段间的数量关系是解题关键.
【例4】如图,数轴上点A在原点左侧,点B在原点右侧,且,动点P、Q分别从A、B两点同时出发,都向右运动,点P的速度为每秒2个单位长度,点Q的速度为每秒1个单位长度,当点P与点Q重合时,P,Q两点停止运动.设运动时间为t秒.
(1)若点A表示的数为,则点B表示的数为________,线段中点表示的数为___________;
(2)在(1)的条件下,若,求t的值;
(3)当点P在线段上运动时,若,请探究线段与线段之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)6;-3;(2)或13;(3)或,见解析
【详解】(1)∵点A表示的数为,AO=2OB,
∴AO=12,OB=6,
∴AB=18,
∴线段中点表示的数为3.
故答案是:6;﹣3;
(2)当P、Q相遇时,(秒),
∴.当点P在上时,,
∵,
∴,,符合;
当点P在原点O右侧时,,
∵,,
,符合.
综上所述,若,t的值为或13.
(3)设线段的长为b,则.
∵点P在线段上运动,
∴..
若,则,
∴,
∴,
解得.
∴,
又∵,
∴;
若,则,
∴,
∴,
解得.
∴.
∵.
∴.
综上所述,线段与线段之间的数量关系为或.
【点睛】本题考查了数轴上两点的距离、数轴上点的表示、一元一次方程的应用,比较复杂,要认真理清题意,并注意数轴上的点,原点左边表示负数,右边表示正数,在数轴上,两点的距离等于任意两点表示的数的差的绝对值.
【变式2-1】如图,在直线AB上,线段,动点P从A出发,以每秒2个单位长度的速度在直线AB上运动.M为AP的中点,N为BP的中点,设点P的运动时间为t秒.
(1)若点P在线段AB上的运动,当时, ;
(2)若点P在射线AB上的运动,当时,求点P的运动时间t的值;
(3)当点P在线段AB的反向延长线上运动时,线段AB、PM、PN有怎样的数量关系?请写出你的结论,并说明你的理由.
【答案】(1)
(2)8或24
(3),见解析
【详解】(1)解:∵ M为AP的中点,,
∴ ,
∵线段,N为BP的中点,
∴.
故答案是:2;
(2)解:①当点P在线段AB上,时,如图,
∵,,
∴,解得:.
②当点P在线段AB的延长线上,时,如图,
∵,,
∴,解得:.
综上所述,当时,点P的运动时间t的值为8或24.
(3)解:当点P在线段AB的反向延长线上时,,
∵,,
∴.
【点睛】本题主要考查了点的运动和线段之间的关系,熟练掌握几何的基础知识是解答本题的关键.
【变式2-2】已知:如图,点是线段上一点,,动点从出发,以的速度向点运动,同时,动点从出发以的速度向运动﹒(在线段上,在线段上) .
(1)若,当点运动了,此时____ ;(填空)
(2)若,当线段时,求动点和运动的时间.
(3)若,当点运动时,和有什么数量关系,请说明理由﹒
【答案】(1)4,5;(2)4;(3),理由见解析.
【详解】解:(1),
,
∵,
,
,
故答案为:4,5;
(2)当AE=5时,,
,
(3)当AE=5时,
,
.
【点睛】本题考查与线段有关的动点问题、两点间的距离、线段之间的数量关系、一元一次方程的应用,解答的关键是读懂题意,结合图形,找出适当的等量关系列出方程.
【变式2-3】如图1,,是直线上的两个点,且.线段(在的左侧)可以在直线上左右移动.已知,点是的中点.
(1)如图2,当与重合时, , ;
(2)在图2的基础上,将线段沿直线向左移动个单位长度得到图3.
①若,求和的长;
②若,则的值是 .
(3)在图2的基础上,将线段沿直线向右移动个单位长度.请直接写出与之间的数量关系 .
【答案】(1)5,2.5;(2)①=2,=1;②1;(3)AM=2BC.
【详解】解:(1)当与重合时,AM=MN-NA=MN-BA=10-5=5,
∵点是的中点.
∴点是的中点,
∵,
∴AC=BC=,
故答案为:5,2.5;
(2)①∵线段沿直线向左移动个单位长度,
∵,
∴BN=,
∴AN=AB+BN=5+=8,
∴=MN-AN=MN-(AB+BN)=10-(5+3)=2,
∵点是的中点.
∴NC=AC=,
=CN-BN=4-3=1;
②∵,
,
即,
,
=1,
故答案为:1;
(3)∵线段沿直线向由移动个单位长度,
∴BN=,
∴AN=AB-BN=5-b,
∴=MN-AN= 10-(5-b)=5+b,
∵点是的中点.
∴NC=AC=,
∴=CN+BN=,
∴AM=2BC.
故答案为:AM=2BC.
【点睛】本题考查与线段有关的动点与动线问题,掌握线段的中点定义,会根据线段和差列方程,理解线段和差是解题关键.
类型三、定值问题
【例5】如图,在数轴上A点表示数a,B点示数b,C点表示数c,b是最小的正整数,且a,c满足.
(1)______,______,______.
(2)点P从点A出发,以秒的速度沿数轴向右匀速运动,点Q从点C出发,沿数轴向左匀速运动,两点同时出发,当点Q运动到点A时,点P,Q停止运动.当时,点Q运动到的位置恰好是线段的中点,求点Q的运动速度;(注:点O为数轴原点)
(3)在(2)的条件下,当点P运动到线段上时,分别取和的中点E,F.请问:的值是否随着时间t的变化而变化?若变化,请说明理由;若不变,请求其值.
【答案】(1),1,7
(2)点Q的运动速度是或者
(3)不变,值为2
【详解】(1)解:因为
所以,
因为b是最小的正整数,
所以;
(2)解:∵点Q运动到的位置恰好是线段OA的中点,
∴点Q表示的数是,此时,
由,可分两种情况:
①当点P在上时,得,
此时;
∴点P运动的时间为,
∴点Q的运动速度;
②当点P在上时,得,
此时,
∴点P的运动时间是,
∴点Q的运动速度,
综上,点Q的运动速度是或者;
(3)解:不变,理由如下:
设运动时间为t秒,此时,,
∵点E是的中点,
∴,
∵点F是的中点,,
∴,
∴, .
∴.
【点睛】本题考查了绝对值的非负性以及在数轴上表示有理数,数轴上两点间的距离,数轴上的动点问题,线段之间的和差关系等知识内容,涉及分类讨论,难度适中,综合性较强,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
【例6】如图1,线段AB长为24个单位长度,动点P从A出发,以每秒2个单位长度的速度沿射线AB运动,M为AP的中点,设P的运动时间为x秒.
(1)P在线段AB上运动,当时,求x的值.
(2)当P在线段AB上运动时,求的值.
(3)如图2,当P在AB延长线上运动时,N为BP的中点,MN的长度是否发生变化?如不变,求出MN的长度.如变化,请说明理由.
【答案】(1);
(2)为定值24;
(3).
【详解】(1)解:∵M是线段AP的中点,∴,
,
∵,
∴,
解得.
(2)解:∵,,,
∴,
即为定值24.
(3)解:当P在AB延长线上运动时,点P在B点的右侧.
∵,,,,
∴,
所以MN的长度无变化是定值.
【点睛】本题是动点问题,考查了两点间的距离,解答的关键是用含时间x的式子表示出各线段的长度.
【变式3-1】如图,已知直线l上有两条可以左右移动的线段:,且m,n满足,点M,N分别为中点.
(1)求线段的长;
(2)线段以每秒4个单位长度向右运动,线段以每秒1个单位长度也向右运动.若运动6秒后,,求此时线段的长;
(3)若,将线段固定不动,线段以每秒4个单位速度向右运动,在线段向右运动的某一个时间段t内,始终有为定值.求出这个定值,并直接写出t在哪一个时间段内.
【答案】(1)线段的长是4,线段的长是8
(2)16或8
(3)当时,为定值,定值为6
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∴,,
∴,,
即线段的长是4,线段的长是8;
(2)解:∵,,
∴,,
设运动后点M对应点为,点N对应点为,分两种情况,
若6秒后,在的左侧时:,
∴,即,
解得.
若6秒后,在的右侧时:,
∴,
即,
解得.
即线段的长为16或8;
(3)解:∵,,,
∴,,
∵线段固定不动,线段以每秒4个单位速度向右运动,
∴运动t秒后,,,
当时,;
当时,;
当时,;
故当时,为定值,定值为6.
【点睛】本题考查非负数的性质,一元一次方程的应用,线段的和差关系,以及数轴上的动点问题,解题的关键是掌握分类讨论思想.
【变式3-2】【阅读】我们知道,数轴上原点右侧的数是正数,越往右走,数字越大,原点左侧则相反.于是,我们可以假设:若点P从原点出发,沿数轴的正方向以每秒3个单位长度的速度运动,则t秒后点P表示的数是;反之,若点P从原点出发,沿数轴的负方向以每秒2个单位长度的速度运动,则t秒后点P表示的数是.
【探究】已知数轴上两点表示的数分别为,且分别为.
(1)如图1,若点P和点Q分别从点同时出发,都沿数轴的负方向运动,点P的运动速度为每秒2个单位长度,点Q的运动速度为每秒6个单位长度,设运动的时间为t秒.
①t秒后,点P表示的数是_______,点Q表示的数是________;
②当两点之间的距离为4时,则t的值为_______.
(2)如图2,若点P从点A出发,沿数轴的正方向以每秒2个单位长度的速度运动,到点B时停止运动,分别是线段的中点,则在运动过程中,线段的长度是否为定值?若是,请直接写出线段的长度;若不是,请说明理由.
【答案】(1)①,;②4或2
(2)线段的长度为定值,6
【详解】(1)①点P表示的数是,点Q表示的数是,
故答案为:,;
②因为点P表示的数为,点Q表示的数为,
∵
∴,
解得:或2;
(2)(2)线段的长度为定值,的长度为6.
∵分别为线段的中点,
∴,
∴.
∵,
∴.
【点睛】本题考查数轴上两点之间的距离,数轴上的动点问题,线段的中点以及解绝对值方程.用t表示出点所表示的数和两点之间的距离是解题关键.
【变式3-3】已知多项式中,多项式的项数为a,四次项的系数为b,常数项为c,且a,b,c的值分别是点A、B、C在数轴上对应的数,点P从B点出发,沿数轴向右以1单位/s的速度匀速运动,点Q从点A出发,沿数轴向左匀速运动,两点同时出发.
(1)a= ,b= ,c= ;
(2)若点Q运动速度为3单位/s,经过多长时间P、Q两点相距9;
(3)O是数轴上的原点,当点P运动在原点左侧上时,分别取OP和AC的中点E、F,试问的值是否变化,若变化,求出其范围;若不变,求出其值.
【答案】(1)3,-8,-2;(2)或5;(3)的值是不变,
【详解】解:(1)∵多项式中,多项式的项数为a,四次项的系数为b,常数项为c,
∴ ;
(2)设经过 秒P、Q两点相距9,
根据题意得: ,
当点P在点Q的左侧时, ,
即 ,解得: ,
当点P在点Q的右侧时,,
即 ,解得: ,
综上所述,经过或5秒P、Q两点相距9;
(3)设 ,
∴ ,
∵点E为OP的中点,
∴ ,
∵A对应的数为3,C对应的数为-2,AC的中点为F,
∴点F对应的数为 ,OC=2,
∴ ,
∴ ,
∴,
∴的值是不变,为2.
【点睛】本题主要考查了数轴上的动点问题,中点的定义,一元一次方程的应用等知识,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
类型四、求点的运动时间
【例7】已知长方形中,,,动点从点出发沿以每秒2个单位的速度运动;同时,点也从点出发以每秒3个单位的速度沿运动,当其中一个点到达终点时另一个点也随之停止运动.
设运动时间为秒.
(1)当点到达终点时,点在边 ;
(2)当点在边上运动时,用表示的式子为 ;
(3)点、相遇时, 秒.
【答案】 7.2
【详解】(1)解:由题意知,点从,运动时间为秒,
点从,运动时间为秒,
∵,
∴当点到达终点时,点运动路程为,
∵,
∴点在边上,
故答案为:;
(2)解:由题意知,,
故答案为:;
(3)解:由题意知,,
解得,,
故答案为:7.2.
【点睛】本题考查了动点,列代数式,一元一次方程的应用.解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
【例8】如图,在长方形ABCD中,,,动点P从点A出发,以每秒1cm的速度沿折线A→B→C运动,到点C停止;同时动点Q从点B出发,以每秒2cm的速度在B、C间做往复运动,当点P到达终点C时,点Q也随之停止运动.设点P运动的时间是x(秒),的面积是.
(1)点Q共运动______秒.
(2)当点P沿折线A→B→C运动时,用含x的代数式表示线段的长.
(3)用含x的代数式表示S.
(4)当P、Q两点相遇时,直接写出x的值.
【答案】(1)16
(2)当时,;当时,
(3)当时,;当时,
(4)或14或
【详解】(1)解:点Q运动时间为(10+6)÷1=16(秒)
故答案为:16.
(2)解:当0<x<10时,点P在AB上运动,
∴BP=AB-AP=10-x;
当10≤x≤16时,点P在BC上运动,
∴BP=x-AB=x-10;
综上,当0<x<10时,BP=10-x;当10≤x≤16时,BP=x-10.
(3)解:当0<x<10时,点P在AB上运动,
∴y=S△APC=;
当10≤x≤16时,点P在BC上运动,
∴y=S△APC=;
综上,.
(4)解:当P与Q第一次相遇时,根据题意,得
x-10+2x-3×6=6
x=;
当P与Q第二次相遇时,根据题意,得
x-10=2x-4×6
x=14 ;
当P与Q第三次相遇时,根据题意,得
x-10+2x-5×6=6
x=;
综上,当x=或14或时,P、Q两点相遇.
【点睛】本题考查动点问题,列代数式,三角形面积,方程思想与分类讨论是解题的关键.
【变式4-1】如图1,已知线段,点、、在线段上,且.
(1)__________,__________;
(2)已知动点从点出发,以的速度沿向点运动;同时动点从点出发,以的速度沿向点运动,当点到达点后立即以原速返回,直到点到达点,运动停止;设运动的时间为.
①求为何值,线段的长为;
②如图2,现将线段折成一个长方形(点、重合),请问:是否存在某一时刻,以点、、、为顶点的四边形面积与以点、、、为顶点的四边形面积相等,若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)16,8
(2)①或或;②存在,
【详解】(1)解:,,
故答案是:16,8;
(2)①当M、N第一次相遇时,,
当M到达E点时,,
如图1,
当时,,
∴,
如图2,
当时,,
∴,
如图3,
当时,,
∴,
综上所述:或或;
②如图4,
当时,
由得,,
∴,
如图5,
当时,,
∴,此时不构成四边形,舍去
综上所述:.
【变式4-2】点是线段上一点,若(n为大于1的正整数),则我们称点是的最强点.例如,,,则,称E是的最强点;,则是的最强点.
(1)点在线段上,若,,点是的最强点,则 .
(2)若,是的最强点,则 .(用n的代数式表示)
(3)一直线上有两点A,B,,点从B点出发,以每秒的速度向A运动,运动到点A时停止.点D从点A出发,以每秒的速度沿射线运动,t为多少时,点B,,D恰好有一个点是其余2个点的最强点.(用n的代数式表示)
【答案】(1)
(2)
(3)当t为或或或或或时,点B,,D恰好有一个点是其余2个点的最强点
【详解】(1)∵点是的最强点,
,
,,
,
故答案为:;
(2)∵是的最强点,
,
,
又,,
,
,
故答案为:;
(3)解:根据题意,当时、相遇,
,
解得,
阶段一:点、未相遇时,即时,
①设时点为的最强点,
∴,
∵,
∴,
解得,
又∵,即,
∴,
∵为大于1的正整数,
∴满足题意;
②设时,点为的最强点,
∴,
∵,
∴,
解得,
又∵,即,
∴,
∵为大于1的正整数,
∴符合题意;
阶段二:点、相遇后,且点未到达点,即时,
③设时,点为的最强点,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
∵为大于1的正整数,
∴符合题意;
④设时,点为的最强点,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
∵为大于1的正整数,
∴符合题意;
阶段三:点经过点后,且点未到达点,即时,
⑤设时,点为的最强点,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
∴符合题意;
⑥设时,点为的最强点,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
∴不符合题意,舍去;
阶段四:点到达点后,即时,
∵,
∴点不可能为的最强点;
⑦设时,点为的最强点,
∴,,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
∴符合题意;
综上所述,当为或或或或或时,点B,,D恰好有一个点是其余2个点的最强点.
【点睛】本题考查了解一元一次方程,列一元一次方程解应用题,线段上的动点等问题,运用分类讨论的思想,正确地列出代数式表示出线段的长是解题的关键.
【变式4-3】材料阅读:对线段而言,当点在线段上,且点是的中点时,有,反过来,当有时,则点为线段的中点.
(1)如图1,点在线段上,若,则______;若,则______;
(2)如图2,已知线段,点分别从点和点同时出发,相向而行,点的运动速度为,点的运动速度为,若它们相遇则点同时停止运动.线段的中点为点,线段的中点为点,运动时,求两中点之间的距离;
(3)已知线段,点分别从点和点同时出发,相向而行,若点的运动速度分别为和,点到达点后立即以原速返回,点到达点时,点同时停止运动,设运动时间为s,则当为何值时,等式成立?
【答案】(1),
(2)之间的距离
(3)或时,等式成立
【详解】(1)解:,
,
又,
,
.
(2)如图,
点的运动速度为,点的运动速度为,运动时间为,
,,
又、是线段、的中点,
,,
.
(3)当点到达点之前时,即时,
由题意得,,,
,
又,
,
解得:;
当点到达点返回时,即时,
由题意得,,,
又,
,
解得:,
综上所述,当或时,等式成立.
类型五、新定义问题
【例9】【新知理解】如图①,点在线段上,图中共有三条线段、和,若其中有一条线段的长度是另外一条线段长度的倍,则称点是线段的“巧点”.
(1)线段的中点______这条线段的“巧点”(填“是”或“不是”);
(2)若,点是线段的巧点,则最长为______;
【解决问题】
(3)如图②,已知,动点从点出发,以的速度沿向点匀速移动;点从点出发,以的速度沿向点匀速移动,点、同时出发,当其中一点到达终点时,运动停止,设移动的时间为.当为何值时,为、的巧点?说明理由.
【答案】(1)是;(2);(3)当为或或时,为、的巧点
【详解】(1)解:∵点在线段上,点为线段的中点,
∴,
∴点是线段的的“巧点”,
故答案为:是.
(2)解:点在线段上,点为线段的巧点,
∴则最长时,满足,
即,
∴,
故答案为:.
(3)解:秒后,,,,
∵为、的巧点
∴或,或,
当时,,
解得:,
当时,,
解得:,
当时,,
解得:,
∴当为或或时,为、的巧点.
【例10】如图1,点C把线段AB分成两条线段AC和BC,如果AC=2BC时,则称点C是线段AB的内二倍分割点;如图2,如果BC=2AC时,则称点C是线段BA的内二倍分割点.
例如:如图3,数轴上,点A、B、C、D分别表示数-1、2、1、0,则点C是线段AB的内二倍分割点;点D是线段BA内二倍分割点.
(1)如图4,M、N为数轴上两点,点M所表示的数为-2,点N所表示的数为7.MN的内二倍分割点表示的数是 ;NM的内二倍分割点表示的数是 .
(2)数轴上,点A所表示的数为-30,点B所表示的数为20.点P从点B出发,以2个单位每秒的速度沿数轴向左运动,设运动时间为t(t>0)秒.
①线段BP的长为 ;(用含t的式子表示)
②求当t为何值时,P、A、B三个点中恰有一个点为其余两点的内二倍分割点.
【答案】(1) 4 ;1;(2)①线段BP的长为 2t ;②当t为或或或75秒时,P、A、B中恰有一个点为其余两点的内二倍分割点.
【详解】解:(1)MN的内二倍分割点就是MN的三等分点且距N近,MN=9,则MN的内二倍分割点在N的左侧,距N点3个单位,所以,表示的数为 4 ;同理,则NM的内二倍分割点在N的左侧,距N点6个单位,所以,表示的数为1;
(2)① 则线段BP的长为 2t.
② 当P在线段AB上时,有以下两种情况:
如果P是AB的内二倍分割点时,则AP=2BP,
所以50-2t = 2×2t,
解得t=;
如果P是BA的内二倍分割点时,则BP=2AP,
所以2t=2(50-2t),
解得t=;
当P在点A左侧时,有以下两种情况:
如果A是BP的内二倍分割点时,则BA=2PA,
所以50=2(2t-50)
解得t=;
如果A是PB的内二倍分割点时,则PA=2BA,
所以2t-50=2×50,
解得t=75;
综上所述:当t为或或或75秒时,P、A、B中恰有一个点为其余两点的内二倍分割点.
【点睛】本题考查了新定义内二倍分割点、速度与路程的关系和分类讨论的思想;准确理解定义,恰当的用速度与时间表示线段长,分类讨论,建立方程是解题的关键.
【变式5-1】如图,点A、点B在数轴上分别表示数a、b,则A、B两点之间的距离表示为.
【探索新知】
如图1,点C将线段分成和两部分,若,则称点C是线段的圆周率点,线段称作互为圆周率伴侣线段
(1)若,则______;
(2)若点D也是图1中线段的圆周率点(不同于C点),则______(填“<”、“”、“>”)
【深入研究】
如图2,现有一个直径为1个单位长度的圆片,将圆片上的某点与数轴上表示1的点重合,并把圆片沿数轴向右无滑动地滚动1周,该点到达点C的位置
(3)若点M、N均为线段的圆周率点,求线段的长度;
(4)在图2中,点P、Q分别从点O、C位置同时出发,分别以每秒3个单位长度、每秒2个单位长度的速度向右匀速运动,运动时间为t秒.当点P在点C左侧时,P、C、Q三点中某一点为其余两点所构成线段的圆周率点,请求出t的值
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)或
【详解】(1)解:由题意得,
∴,
∵,
∴;
(2)解:如图,∵,
当时,,
,即点也是图1中线段的圆周率点,
与的数量关系是相等;
故答案为:;
(3)解:由题意可知,点C表示的数是,
∵点M、N均为线段的圆周率点,
不妨设M点离O点近,且,
∴,
∴,
解得:,
∴,
∴;
(4)解:由题意可知,点P、C、Q所表示的数分别为:,
当P、C、Q三点中某一点为其余两点所构成线段的圆周率点时,
①如图①,点P在点C左侧,
∵,
,
∴;
如图②,点P在点C左侧,
∵,
∴,
∴;
综上所述,t的值为或.
【点睛】本题考查了一元一次方程在新定义类动点问题中的应用,有一定综合性,通过数形结合并分类讨论,是解题的关键.
【变式5-2】【新知理解】如图①,点C在线段AB上,若BC=πAC,则称点C是线段的圆周率点,线段AC、BC称作互为圆周率伴侣线段.
(1)若AC=2,求AB的长;
(2)在(1)的条件下,若点D也是图①中线段AB的圆周率点(不同于点C),试求出线段BD的长,并判断AC与BD的数量关系;
【解决问题】(3)如图②,现有一个直径为1个单位长度的圆片,将圆片上的某点与数轴上表示1的点重合,并把圆片沿数轴向右无滑动性的滚动1周,该点到达C的位置,求点C所表示的数;若点M、N是线段OC的圆周率点,求MN的长;
(4)图②中,若点D在射线OC上,且线段CD与O、C、D中某两个点为端点的线段互为圆周率伴侣线段,请直接写出点D所表示的数(答案保留π).
【答案】(1)AB的长为();(2)BD长为2,;(3)C表示的数为(),的长为();(4)点D表示的数是1或或或.
【详解】(1),,
,
.
(2)点D、C都是线段AB的圆周率点且不重合,
,.
设, ,则有,,
,
,
,
.
(3)由题意可知:C点表示的数是
均为线段OC的圆周率点,
不妨设M点里O点近,且,,
,解得,
,,,
由(2)可知:
.
(4)解:设点D表示的数为m,根据题意可知,共分为四种情况.
①若,则有,解得.
②若,则有,解得.
③若,则有,解得.
④若,则有,解得.
综上所述,点D表示的数是1或或或.
【点睛】本题是新定义题型,主要考查了列方程和分类讨论的思想,读懂题目中的新定义,并且正确找到分类讨论的所有情况,是解决本题的关键.
【变式5-3】定义:若A,B,C为数轴上三点,若点C到点A的距离是点C到点B的距离2倍,我们就称点C是的美好点.
例如;如图1,点A表示的数为,点B表示的数为2,表示1的点C到点A的距离是2,到点B的距离是1,那么点C是的美好点;又如,表示0的点D到点A的距离是1,到点B的距离是2,那么点D就不是的美好点,但点D是的美好点.
如图2,M,N为数轴上两点,点M所表示的数为,点N所表示的数为2.
(1)点E,F,G表示的数分别是,,11,其中是美好点的是________;写出美好点H所表示的数是___________.
(2)现有一只电子蚂蚁P从点N开始出发,以2个单位每秒的速度向左运动.当t为何值时,点P恰好为M和N的美好点?
【答案】(1)G,或
(2)或3或9
【详解】(1)解:根据题意得∶,
此时,故点E不是美好点;
,
此时,故点F不是美好点;
,
此时,故点G是美好点;
故答案是:G.
设点H所表示的数是x,则,
∵点H为美好点,
∴,
∴,
解得:或;
故答案是:或.
(2)解:第一情况:当P为的美好点,点P在M,N之间,如图1,
∵,,
∴,
∴秒;
第二种情况,当P为的美好点,点P在M,N之间,如图2,
∵,,
∴,
∴秒;
第三种情况,P为的美好点,点P在M左侧,如图3,
∵,,
∴,
∴秒;
综上所述,t的值为:或3或9.
1.如图所示,数轴上O,A两点的距离为8,一动点P从点A出发,按以下规律跳动:第1次跳动到AO的中点A1处,第2次从A1点跳动到A1O的中点A2处,第3次从A2点跳动到A2O的中点A3处,按照这样的规律继续跳动到点A4,A5,A6,…,An(n≥3,n是整数)处,问经过这样2023次跳动后的点与A1A的中点的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:由题意可得,
点A1表示的数为8×=4,
点A2表示的数为8××=2,
点A3表示的数为8××=1,
…,
点An表示的数为8×()n,
∵A1A的中点表示的数为(8+4)÷2=6,
∴2023次跳动后的点与A1A的中点的距离是:6﹣8×()2023=6﹣()2020=6﹣,
故选:D.
【点睛】本题考查数字的变化类、数轴,解答本题的关键是明确题意,发现数字的变化特点.
2.如图,线段的长为,点为上一动点(不与,重合),为中点,为中点,随着点的运动,线段的长度( )
A.随之变化 B.不改变,且为
C.不改变,且为 D.不改变,且为
【答案】D
【详解】∵为中点,为中点,
∴DC= AC,CE= BC
∴DE=DC+CE
=AC+BC
=AB
=m
故选:D.
【点睛】本题主要考查的是线段动点问题以及线段中点的定义,熟练掌握线段中点的定义是解答本题的关键.
3.已知点M是线段上一点,若,点N是直线上的一动点,且,则 .
【答案】1或
【详解】解:分两种情况:当点N在线段上,如图:
,,
,
,
,
,
;
当点N在线段的延长线上,如图:
,,
,
,
综上所述:的值为1或,
故答案为:1或.
【点睛】本题考查了两点间的距离,分两种情况进行计算是解题的关键.
4.如图直线l上有AB两点,,点O是线段AB上的一点,,若点C是射线AB上一点,且满足,则OC= cm.
【答案】或
【详解】∵AB=12cm,点O是线段AB上的一点,OA=2OB,
∴,.
设,
分类讨论:①当点C在AO之间时,如图,
由图可知,,,
∵,
∴,
解得:.
故此时;
②当点C在OB之间时,如图,
由图可知,,.
∴此时不成立;
③当点C在点B右侧时,如图,
由图可知,,,
∵,
∴,
解得:.
故此时;
综上可知OC的长为或.
故答案为:或.
【点睛】本题考查线段n等分点的有关计算,与线段有关的动点问题的计算.利用数形结合和分类讨论的思想是解题的关键.
5.如图,点B在线段上,且,.动点P从点A出发,沿以每秒4个单位长度的速度向终点C匀速运动;同时动点Q从点C出发,沿以每秒2个单位长度的速度向终点A匀速运动.设点Q的运动时间为.
(1)线段、的中点之间的距离为_______.
(2)当点P到点C时,求的长.
(3)求的长(用含t的代数式表示).
(4)设时,直接写出t的值.
【答案】(1)6
(2)6
(3)当时,;当时,;当时,;
(4)或
【详解】(1)解:设点的中点为M,的中点为N,
∵,,
∴,,
∴;
(2)解:∵,
∴
∵动点P从点A出发,沿以每秒4个单位长度的速度向终点C匀速运动;同时动点Q从点C出发,沿以每秒2个单位长度的速度向终点A匀速运动
∴当P到点C时,,
∴;
(3)解:当点P、Q相遇时,.
当时,;
当时,;
当时,;
(4)解:当时,,解得;
当时,,解得.
当时,,(舍).
∴或.
【点睛】本题考查在动点问题的背景下考查线段的和差运算,线段中点的性质,一元一次方程的应用等知识,关键是理清点的运动状态,找到临界点.
6.如图①,已知点C在线段上,线段厘米,厘米,点M,N分别是,的中点.
(1)求线段的长度;
(2)根据第(1)题的计算过程和结果,设,其他条件不变,求的长度;
(3)动点P、Q分别从A、B同时出发,点P以2厘米/秒的速度沿向右运动,终点为B,点Q以1厘米/秒的速度沿向左运动,终点为A,当一个点到达终点,另一个点也随之停止运动,求运动多少秒时:
①点P恰好为线段的中点?
②直接写出C、P、Q三点中有一点恰好是以另两点为端点的线段的中点?(除①外)
【答案】(1)厘米
(2)
(3)① ②或
【详解】(1)解:∵线段 厘米, 厘米,点, 分别是, 的中点,
厘米, 厘米,
厘米;
(2)∵点, 分别是的中点,
,
;
(3)解:①当 时,为线段的中点,,
解得;
②当时,是线段的中点,得
解得
当 时,为线段的中点,
解得
当时,为线段的中点,
解得(舍) ,
综上所述:或
7.已知:如图,点是线段上一定点,,两点分别从点出发以、的速度在直线上运动,运动方向如图中箭头所示(点在线段上,点在线段上)
(1)若,当点、运动了,此时 , ;(直接填空)
(2)当点运动了时,求的值.
(3)若点、运动时,总有,则 (填空)
(4)在(3)的条件下,是直线上一点,且,求的值.
【答案】(1);
(2)
(3)4
(4)或1
【详解】(1)解:由题意得
,
,
,
,
,
故答案:;;
(2)解:由题意得
,,
;
故的值为;
(3)解:的运动速度可知:,
,
,
即 ,
又 ,
,
,
.
故答案为:4.
解法二
设、运动时间为,的长度为,得
,
,
,
,
.
又 ,
,
解得:;
故答案为:4;
(4)解:①当点在线段上时,如图1,
,
又,
,
,
;
②当点 在线段的延长线上时,如图2,
,
又 ,
,
.
综上所述 或1.
8.如图,是线段上一点,,,两动点分别从点,同时出发沿射线向左运动,到达点处即停止运动.
(1)若点,的速度分别是,.
①若,当动点,运动了时,求的值;
②若点到达中点时,点也刚好到达的中点,求;
(2)若动点,的速度分别是,,点,在运动时,总有,求的长度.
【答案】(1);;
(2).
【详解】(1)解:由题意得:,,
;
∵点到达中点时,点也刚好到达的中点,设运动时间为,
则:,,
;
(2)解:设运动时间为,则,,
,
,
.
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