内容正文:
专题1-1.数轴中的九类动态问题(重难点专题)
数轴中的动态问题属于(2024)浙教版七年级上册必考压轴题型,主要以数轴为载体,体现分类讨论和数形结合等思想,考查学生的分析与综合能力。解题时,一般遵循“点、线、式”三步策略。即:先根据题意中动点的出发位置,移动方向和速度,用含t的式子表示动点,然后根据题中要求提炼出线段,用动点的含t表达式表示线段,最后根据线段间的等量关系,列出式子,然后求解(要检验解是否符合动点的运动时间范围)。
2
考点1.动态规律(左右跳跃)模型 2
考点2.动态中点与n等分点模型 5
考点3.单(多)动点匀速模型 8
考点4.单(多)动点变速模型 11
考点5.动点往返运动模型 15
考点6.动态定值(无参型)模型 18
考点7.动态定值(含参型)模型 22
考点8.数轴折叠(翻折)模型 25
考点9.数轴上的线段移动模型 28
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①若A、B两点在数轴上对应的数字是 a、b,则AB两点间的距离;AB中点对应的数字是:。
②数轴动点问题主要步骤:
1)画图——在数轴上表示出点的运动情况:运动方向和速度;
2)写点——写出所有点表示的数:常用含t的代数式表示,向右运动用“+”表示,向左运动用“-”表示;
3)表示距离——右—左,若无法判定两点的左右需加绝对值;
4)列式求解——根据条件列方程或代数式,求值。
注意:要注意动点是否会来回往返运动,速度是否改变等。
③分类讨论的思想:
(1)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,注意多种情况的分类讨论。
(2)对于两个动点P、Q,若点P、Q的左右位置关系不明确或有多种情况,可用p、q两数差的绝对值表示PQ 两点距离,从而避免复杂分类讨论。
考点1.动态规律(左右跳跃)模型
. 运动规律性:动点按“左右交替”方向移动,步长呈现递增或周期性变化。
. 代数表达:动点位置需用含时间变量t的代数式表示。
. 例如,第n次移动后的位置可表示为:xn=xn−1±kn,其中k为步长基数,符号由移动方向决定。
. 分类讨论:根据移动次数、方向变化和步长规律进行分段分析,尤其注意动点是否跨越原点或特定临界点。
常见模型(1):“1左1右”的等差数列式跳跃,两个一组根据规律计算即可;
常见模型(2):“2左2右”的等差数列式跳跃,四个一组根据规律计算即可。
例1.(24-25七年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)在数轴上有一个动点P从原点出发,以每秒1个单位长度的速度在数轴上运动,若点P的运动规律是先向右运动1个单位长度,再向左运动2个单位长度,再向右运动3个单位长度,再向左运动4个单位长度,以此类推,第113秒时,点P在数轴上所对应的数是 .
例2.(2024七年级上·浙江·专题练习)如图,一动点从原点开始向左运动,每秒运动个单位长度,规定:每向左运动秒就向右运动秒.则动点运动到第秒时所对应的数是( )
A. B. C. D.
例3.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)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.设该机器人每秒前进或后退步,且每步的距离都是个单位长度,表示第秒时机器人在数轴上的位置所对应的数.则下列结论:;;;,其中正确的是( )
A. B. C. D.
例4.(24-25七年级上·安徽宿州·期中)一个电子跳蚤在数轴上做跳跃运动.第一次从原点O起跳,落点为,点表示的数为1;第二次从点起跳,落点为的中点;第三次从点起跳,落点为的中点;如此跳跃下去…最后落点为的中点,则点表示的数为 .
考点2.动态中点与n等分点模型
1)动态中点模型:动态中点指两动点在数轴上运动时,其中点位置随动点运动而变化。设动点A和B在时间t的位置分别为xA(t)和xB(t),则动态中点M(t)的坐标:。
该公式适用于任意时刻动态中点计算。
2)动态n等分模型:将线段AB分为n等份时,第k个等分点的坐标为:。
若A和B为动点,则等分点位置随时间变化,需建立动态表达式。
例1.(24-25七年级上·浙江·期中)如图,已知两点在数轴上,点表示的数为,,点以每秒个单位长度的速度从点向右运动.点以每秒个单位长度的速度从点向左运动(点、点同时出发).经过几秒,点、点分别到原点的距离相等?( )
A.秒 B.秒或者秒 C.秒或秒 D.秒
例2.(24-25七年级上·浙江杭州·期中)已知动点A从原点O出发沿数轴向左运动,同时动点B也从原点出发沿数轴向右运动,动点A的速度为每秒1个单位长度,动点B的速度为每秒2个单位长度,5秒后动点B调转方向向左运动,A、B两点的速度仍保持不变,则 秒后A、B、O三点中一点到另两个点的距离相等.
例3.(2024七年级上·浙江·专题练习)定义:若,,C为数轴上三点,若点到点的距离是点到点B的距离倍,我们就称点是【,B】的美好点.
例如:如图,点表示的数为,点表示的数为.表示的点到点的距离是,到点的距离是,那么点是【,】的美好点;又如,表示的点到点的距离是,到点的距离是,那么点D就不是【,】的美好点,但点是【,】的美好点.
如图2,,为数轴上两点,点所表示的数为,点所表示的数为
(1)点,,表示的数分别是,,,其中是【,】美好点的是 ;写出【,】美好点所表示的数是_ .
(2)现有一只电子蚂蚁从点开始出发,以个单位每秒的速度向左运动.当为何值时,,和中恰有一个点为其余两点的美好点?
例4.(24-25七年级上·湖南长沙·期中)【知识准备】若数轴上点对应的数为,点对应的数为,为的中点,则我们有中点公式:点对应的数为.(1)在一条数轴上,O为原点,点对应的数为,点对应的数为,且有,则的中点N所对应的数为_____.
【问题探究】(2)在(1)的条件下,若点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动,同时点Q从点D出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动.设运动时间为秒,为何值时,的中点所对应的数为1?
【拓展延伸】(3)若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为靠近点A的三等分点,则我们有三等分点公式:点M对应的数为;若数轴上点A的对应数为x,点B的对应数为y,M为最靠近点A的四等分点,则我们有四等分点公式:点M对应的数为.
填空:若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的等分点,则我们有等分点公式:点M对应的数为_____.(其中n为正整数)
考点3.单(多)动点匀速模型
模型(1):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向右移动,t秒后,到达B点,B点对应的数是:a+vt。
模型(2):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向左移动,t秒后,到达C点,C点对应的数是:a-vt。
例1.(2024七年级上·浙江·专题练习)如图,在数轴上,点A表示的数是10,点B表示的数为50,点P是数轴上的动点.点P沿数轴的负方向运动,在运动过程中,当线段和的大小关系满足时,点P表示的数是 .
例2.(24-25七年级上·重庆南岸·期末)如图,在数轴上点,表示的数分别为,7.点,数轴上的动点,点从点出发,每秒2个单位长度的速度运动,点从出发,以每秒1个单位长度的速度匀速运动.点,同时出发,相向而行,当点,两点的距离为12个单位长度时,点在数轴上表示的数为( )
A.0 B.7 C.10 D.12
例3.(24-25七年级上·广东广州·期末)(1)如图1,已知线段上有一点B,点D为的中点,,则的长度为______;
(2)如图1,已知线段上有一点B,点D为的中点,,猜想的长度(用含a、b的代数式表示),并说明理由;
(3)如图2,已知数轴上有一点A表示的数为,点A的右侧有三点B、C、D,,.若点B以每秒2个单位长度的速度向右运动,点C以每秒3个单位长度的速度向左运动,点D以每秒1个单位长度的速度向左运动;三个点同时运动,当点C运动到A点时,三个点都停止运动.设运动的时间为t秒,试求当t为何值时,B、C、D中的一点是另外两点为端点的线段的中点?
考点4.单(多)动点变速模型
单个动点在数轴上运动时,速度随时间或位置发生改变,需分段描述其运动轨迹。
例如:动点先以速度v1运动t1秒,再以速度v2反向运动t2秒。
其位置表达式:分段表示为x(t)=x0+v1t(0≤t≤t1)和x(t)=x(t1)−v2(t−t1)(t1<t≤t1+t2)。
上式中为x0初始位置,x(t)为t时刻的位置。
多个动点以不同速度或方向变化协同运动,需分别建模后寻找关联条件(如相遇、距离等)。
动态关系式:分别表示各动点位置,再通过相遇条件xP(t)=xQ(t)或距离公式∣xP(t)−xQ(t)∣=L列方程。
上式中xP(t)为动点P在t时刻的位置;xQ(t)为动点Q在t时刻的位置。
数轴上的单(多)动点变速模型用于描述动点在运动中速度发生变化的场景,需结合分段分析(按时间或位置划分运动阶段,确保每个阶段内速度恒定)和动态方程构建解决问题,最后注意检查解是否在对应时间段内,排除超时或重复解。
例1.(24-25七年级上·四川成都·期末)如图,在数轴上,点,在原点的两侧,分别表示,,.点以每秒个单位的速度从点向右运动,同时,点以每秒个单位的速度从点向左运动,是线段的中点,设运动时间为.
(1)求点与点之间的距离;(2)当为何值时,,并求出此时点表示的数;
(3)在,两点开始运动时,点以每秒个单位的速度从点向左运动.点经过原点后,其速度变为原来的倍,点变速后,若线段的长度始终是一个定值,求的值.
例2.(24-25七年级上·浙江金华·期中)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12,点C表示24,点D表示36,我们称点A与点D在数轴上的“友好距离”为45个单位长度,并表示为.
已知动点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3倍.经过点C后立刻恢复初始速度.(1)动点P从点A运动至点C需要多少时间?
(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);
(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.
例3.(24-25七年级上·四川成都·期中)已知数轴上有A、B、C三个点,分别表示有理数、9、20,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右移动.设移动时间为t秒,如图1,若用分别表示点P与点A、点B、点C之间的距离,试回答以下问题:
(1)当点P运动5秒时,______,______,______.
(2)当点P运动了t秒时,请用含t的代数式表示点P与点A、点B、点C之间的距离:
______,______,______.
(3)经过几秒后,点P到点A、点C的距离相等?此时点P表示的数是多少?
(4)如图2,当动点P从点A出发以2单位/秒的速度向右运动,同时点Q从点C出发,以1个单位/秒速度向左运动.O、B两点之间为“变速区”,规则为从点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,从点B运动到点O期间速度变为原来的3倍,之后立刻恢复原速.是否存在符合条件的t,使P、Q两点到点B的距离相等?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
考点5.动点往返运动模型
. 数轴上动点往返运动的位置计算需结合方向变化、分段累加和代数建模。
. 注意事项:
. 1)时间范围验证:解方程后需检查时间是否在对应运动阶段内。
. 2)多解可能性:往返可能导致动点多次经过同一位置,需列绝对值方程并分情况讨论。
3)通过以上方法,可系统计算数轴动点往返后的位置,需重点关注方向符号处理和分段累加规则。
例1.(2024七年级上·浙江·专题练习)如图,在数轴上点A表示的数为a,点B表示的数为b,点C表示的数为c.其中b是最大的负整数,且a,c满足.点P从点B出发以每秒3个单位长度的速度向左运动,到达点A后立刻返回运动到点C,到达点C后再返回运动到点B并停止.
(1) , , ;(2)在点P运动的过程中,当点P运动x秒时,,求x的值.
例2.(2024七年级上·浙江·专题练习)已知是关于的二次多项式,且二次项系数和一次项系数分别为和.如图,在数轴上点,,所对应的数分别是,,,为原点,数轴上有一动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向终点运动,设运动时间为.
(1) , , .
(2)当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴上点和点之间往复运动.
①当为何值时,点第一次与点重合?
②当点运动到点时,点的运动停止,求此时点一共运动了多少个单位长度,并求出此时点在数轴上所表示的数.③设点,所对应的数分别是,,当时,,求的值.
例3.(24-25七年级上·浙江温州·期中)根据以下素材,探索完成任务.
实验探究:钢球在“磁悬浮”轨道上如何运动?
素材1
我国上海的“磁悬浮”列车,依靠“磁悬浮”技术使列车悬浮在轨道上行驶,从而减小阻力,因此列车时速可超过400公里.可利用钢球在“磁悬浮”轨道架上的运动模拟“磁悬浮”列车在轨道行驶,实验中钢球大小不计,假设钢球的运动都是匀速的.
素材2
现有一个长为的“磁悬浮”轨道架,如图所示,轨道架上安置了三个大小、质量完全相同的钢球、、,左右各有一个钢制挡板和,其中到左挡板的距离为,到右挡板的距离为,、两球相距.
素材3
在钢球碰撞实验中(相撞时间不计),当一钢球以一速度撞向另一静止钢球时,这个钢球停留在被撞钢球的位置,被撞钢球则以同样的速度向前运动,钢球接到左右挡板则以相同的速度反向运动.
问题解决
任务1
根据素材2,若球在数轴上表示坐标原点,球表示的数为40,则球表示的数为_______,右挡板表示的数为_______.
任务2
碰撞实验中,若球以每秒的速度向右匀速运动,从原点开始计时,请分别求出球第一次和第二次撞向右挡板的时间.
任务3
在任务1、2的条件下,当3个钢球运动的路程和为时,球在数轴上表示的数是_______.(直接写出答案)
考点6.动态定值(无参型)模型
数轴上的动态定值(无参型)模型描述动点运动过程中某些量(如线段长度、距离差等)保持不变的场景,需通过代数表达和几何关系分析定值的存在性及数值。题目中不引入额外参数(如速度、时间变量),直接通过动点初始位置、运动规则或几何关系推导定值。
1)解题策略与步骤:
步骤1:用代数式表示动点位置,例如动点A从x0出发,以速度v移动,则t秒后位置为x0+vt。
步骤2:根据题目条件(如中点、等分点)建立相关量的表达式(如线段长度、差值的绝对值)。
步骤3:化简表达式,观察是否消去变量项,验证是否为定值。
2)常见定值类型:
线段长度定值:两动点或动点与定点间的距离保持恒定。
代数式定值:如∣xA−xB∣±kxC的值为固定常数。
位置关系定值:如动点始终为中点或特定分点,导致相关表达式不变。
例1.(23-24七年级上·广东东莞·期中)如图,在数轴上点A表示数a,点B表示数b,点C表示数c,其中b是最小的正整数,且多项式是关于x的二次多项式,一次项系数为c.
(1) , , ;(2)若将数轴折叠,使得点A与点C重合,此时点B与某数表示的点重合,则此数为 ;(3)点A,点B与点C同时开始在数轴上运动,若点A,点B分别以每秒3个单位长度和每秒2个单位长度的速度向左运动,点C以每秒1个单位长度的速度向右运动,t秒过后,若点A,点B之间的距离表示为,点B与点C间的距离表示为,则= ,= (用含t的代数式表示),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.
例2.(24-25七年级上·浙江金华·期末)如图,数轴上有A,B,C三点,点表示的数为60,点在点的左侧且,点A,B表示的数互为相反数.数轴上有一动点从点出发,以5个单位/秒的速度向左沿数轴运动,设运动时间为秒.
(1)点表示的数是__________:点表示的数是__________.(2)当为何值时,?
(3)若点,点,点与点同时在数轴上运动,点和点分别以2个单位/秒和1个单位/秒的速度向右运动,点以4个单位/秒的速度向左运动.请问:是否存在某一时段,使的值为一个定值?若存在,请求出这个定值及对应的的取值范围;若不存在,请说明理由.
例3.(24-25七年级上·广东广州·期中)【阅读理解】若数轴上两点A,B所表示的数分别为a和b,则有
①两点A,B两点的中点表示的数为;
②两点A,B两点之间的距离;若,则可简化为.
【解决问题】数轴上两点A,B所表示的数分别为a和b,且.(1)直接写出: .
(2)点C在数轴上对应的数是c,且关于x,y的多项式是三次四项式,在数轴上是否存在点P,使?若存在,求出点P对应的数;若不存在,说明理由.
【数学思考】(3)点E以每秒1个单位的速度从原点O出发向右运动,同时点M从点A出发以每秒7个单位的速度向左运动,点N从点B出发,以每秒10个单位的速度向右运动,P、Q分别为、的中点.思考:在运动过程中,的值是否发生变化?并说明理由.
考点7.动态定值(含参型)模型
数轴上动态定值(含参型)模型需分析含参数(如速度、距离比例等)的动点运动过程中某些量的恒定性,通过代数建模和参数消去法验证定值存在性及数值。
线段和差定值:如PA+PB或∣PA−PB∣恒为常数,需结合参数化简表达式。
代数式定值:如kxA+mxB的值与时间无关,需分离含时项并令其系数为零。
速度参数:多个动点以不同速度运动,需联立方程消去时间变量,验证定值。
比例参数:如线段比例或代数式含系数m(如mAB−2BC),需通过参数约束条件确定定值。
通过参数化建模、代数式分离与含时项消去,可系统解决含参型动态定值问题,需特别注意参数解的适用范围及多解可能性。
例1.(24-25七年级上·浙江绍兴·期中)如图,已知数轴上两点A、B对应的数分别为a、b,,且.动点P从点B出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t秒().
(1)写出数轴上点A表示的数为________,点B表示的数为________,点P表示的数为________(用含t的式子表示);(2)动点Q从点A出发,以每秒3个单位长度的速度向左匀速运动,动点M从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,且点P,Q,M同时出发.①当t为何值时,点P、Q两点到原点的距离相等?②式子的值不随时间t的变化而变化,请求出m的值.
例2.(24-25七年级上·浙江杭州·期中)已知:数轴上有,,三点 (位置如图所示) ,点和点相距个单位长度且点,表示的有理数互为相反数,点A和点C相距个单位长度,数轴上有一动点从点出发,以2个单位秒的速度向右沿数轴运动,设运动时间为秒.
(1)点表示的有理数是 ,点表示的有理数是 ,点表示的数是 (用含的式子表示).
(2)当、两点之间相距10个单位长度时,求t的值.
(3)若点A、点和点与点同时在数轴上运动,点以1个单位秒的速度向左运动,点和点分别以3个单位秒和4个单位秒的速度向右运动,若两点间的距离用表示两点的大写字母表示,如: 点 A,P两点间的距离表示为,是否存在常数,使得为一个定值,若存在,请求出值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
例3.(24-25七年级上·福建厦门·期中)我们规定:对于数轴上不同的三个点,,,当点在点右侧时,若点到点的距离恰好为点到点的距离的倍,且为正整数,(即),则称点是“关联点”,如图,已知在数轴上,原点为,点,点表示的数分别为,,且,满足.
(1)由题意得,______,______;(2)若点是“关联点”,则点所表示的数为______;
(3)点在,之间运动,且不与,两点重合,作“关联点”,记为,作“关联点”,记为,且满足,分别在线段和上.当点运动时,若存在整数,,使得式子为定值,求出,满足的数量关系.
考点8.数轴折叠(翻折)模型
数轴折叠模型通过几何对称性分析折叠前后点的对应关系,解决折痕位置、对称点等问题。
1)若折叠后点a与点b重合,则折痕对应的点m为两点的中点,满足:或b=2m−a
2)折叠后,对称点到折痕的距离相等,折痕位置可通过线段比例或代数方程求解。
3)若折叠后动点继续运动,需分段分析折叠前后的位置变化及运动轨迹。
例1.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)已知在纸面上有一数轴(如图),折叠纸面.例如若数轴上数2对应的点与数对应的点重合,则数轴上数对应的点与数4对应的点重合.
若数轴上数对应的点与数3对应的点重合,根据此情景解决下列问题:
(1)数轴上数1对应的点与数 对应的点重合.(2)若数轴上A,B两点之间的距离为200个单位长度(点A在点B的右侧),并且A,B两点经折叠后重合,求点A,B表示的数.(3)在(2)的条件下,一只青蛙王子,从点B出发,以7个单位每秒的速度向右运动,同时另一只青蛙士兵,从A点出发以3个单位每秒的速度向左运动,假设它们在C点相遇,求C点所表示的数.
例2.(24-25七年级上·湖南长沙·阶段练习)平移和翻折是初中数学两种重要的图形变化,而一个动点在数轴上的移动是初中数学的一个难关.
(1)平移运动:把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动个单位长度,再向正方向移动个单位长度,这时笔尖的位置表示什么数?用算式表示以上过程及结果是_____.
A. B. C. D.
(2)翻折变换:①若折叠纸条,表示的点与表示的点重合,则表示的点与表示______的点重合.
②若数轴上、两点之间的距离为(在的左侧,且折痕与①折痕相同),且、两点经折叠后重合,则点表示_____,点表示_____.
(3)动点移动:如果、对应的数分别为、,点P为数轴上一动点,当点P以每秒个单位长的速度从数轴的原点出发,几秒后可使?
例3.(24-25七年级上·浙江·期中)平移和翻折是初中数学两种重要的图形变换
(1)平移运动:①把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动4个单位长度,再向正方向移动1个单位长度,这时笔尖的位置表示什么数?用算式表示以上过程及结果是 .
A. B. C. D.
②一机器人从原点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2022次时,落在数轴上的点表示的数是 .
(2)翻折变换:①若折叠纸条,表示的点与表示3的点重合,则表示2022的点与表示 的点重合;
②若数轴上A、B两点之间的距离为2022(A在B的左侧,且折痕与①折痕相同),且A、B两点经折叠后重合,则A点表示 ,B点表示 .
③一条数轴上有点A、B、C,其中点A、B表示的数分别是、8,现以点C为折点,将数轴向右对折,若点A对应的点落在点B的右边,并且,求点C表示的数.
考点9.数轴上的线段移动模型
数轴上的线段移动模型研究线段整体平移的动态变化规律,需结合代数表达与几何关系分析线段长度、覆盖范围等核心问题。
线段沿数轴以固定速度单向或往返移动,需用代数式表示端点位置变化(如左移减速度,右移加速度);动态过程中需关注线段覆盖区域,及与其他线段的交互(如重叠)。部分模型中,线段长度或端点间的代数差保持恒定(如平移速度对称时,两动线段差为定值)。
例1.(24-25七年级上·湖南怀化·期末)如图,在数轴上有A、B、C三点,分别表示有理数a,b,c,且a,b,c满足式子;如图:动点P从点A出发,以2个单位/秒的速度一直向右运动,点P运动5秒后,长度为6个单位的线段(M为线段左端点且与点B重合,N为线段右端点)从B点出发以3个单位/秒的速度向右运动,当点N到达点C后,线段立即以同样的速度返回向左运动,当点M到达点B后线段再以同样的速度向右运动,如此往返.设点P运动时间为t秒.
(1)求a,b,c的值;(2)当 秒时,点P与点C重合,并求出此时线段上点N所表示的数;
(3)记线段的中点为Q,在运动过程中,当点P与点Q的距离为1个单位时,求t的值.
例2.(24-25七年级上·吉林长春·期末)如图,数轴上有两条线段和(点A在点B的左侧,点C在点D的左侧),线段的长度为6个单位长度,线段的长度为4个单位长度,点B、D在数轴上表示的数分别是和14.线段同时从图中位置出发,线段以每秒2个单位长度的速度向右匀速运动,线段以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,运动时间为t秒.(整个运动过程中,线段和保持长度不变)
(1)在运动过程中,点B表示的数是______,点C表示的数是______.(用含t的代数式表示)
(2)当运动开始后,______秒时,线段与线段开始有重叠部分:______秒后,线段与线段不再有重叠部分.(3)当点C在线段AB上,且时,求t的值.(4)当点B与C相遇时,线段立即以初始速度的2倍向左匀速运动;当点B与点D相遇时,线段的速度变为初始速度的继续向左匀速运动.在整个运动过程中,线段的运动速度和方向保持不变,直接写出当时t的值.
例3.(24-25七年级上·广东珠海·期中)如图,在数轴上有两个长方形和,这两个长方形的宽都是个单位长度,长方形的长是个单位长度,长方形的长是个单位长度,点在数轴上表示的数是5.且、两点之间的距离为个单位长度,点O是原点.
(1)填空:点H在数轴上表示的数是________;点A在数轴上表示的数是________;
(2)若线段的中点为,线段上一点,,点以每秒4个单位的速度向右匀速运动,点以每秒3个单位长度的速度同时向左匀速运动,设运动时间为秒,当时,求t;
(3)若长方形以每秒4个单位的速度向右匀速运动,长方形以每秒2个单位的速度向右匀速运动,当两个长方形重叠部分的面积为6时,请直接写出长方形运动的时间.
1.(24-25七年级上·河南·期中)已知数轴上点表示的数为,点表示的数为,且、满足,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左匀速运动,设运动时间为秒.若点、同时出发,当、两点相距个单位长度时,的值为( )
A. B. C.或 D.或
2.(24-25七年级上·福建福州·期末)对于数轴上的三点,给出如下定义:若点P在线段上,且点P与A,B两点的距离恰好满足2倍关系时,即或,则称点P是A,B两点的“2倍点”.如图,若点A以每秒1个单位长度的速度从表示数的点向右运动,点B以每秒4个单位长度的速度从表示数4的点向右运动,若点P以每秒3个单位长度的速度从表示数5的点向左运动,三个点同时出发,设出发t秒后,若点P恰好是点A,B的“2倍点”,则t的值是( )
A.2 B.1 C.2或 D.或1
3.(24-25七年级上·福建泉州·期末)如图,点为原点,、为数轴上两点,,且,点从点开始以每秒4个单位的速度向右运动,当点开始运动时,点、分别以每秒6个单位和每秒3个单位的速度同时向右运动,设运动时间为秒,若的值在某段时间内不随着的变化而变化,则的值为( )
A.4 B.16 C.4或16 D.8或16
4.(2024七年级上·浙江·专题练习)已知,如图A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为,B点对应的数为90.
(1)与A、B两点距离相等的M点对应的数是 ;(2)现在有一只电子蚂蚁P从B点出发时,以5个单位/秒的速度向左运动,同时另一只电子蚂蚁Q恰好从A点出发,以3个单位/秒的速度向右运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的C点相遇,则C点对应的数是 ;
5.(2024七年级上·浙江·专题练习)已知有理数a,b满足∶ .如图,在数轴上,点O是原点,点A所对应的数是a,线段在直线上运动(点B在点C的左侧),且,下列结论:
①,;②当点B与点O重合时,;
③当点C与点A重合时, 若点P是线段延长线上的点, 则;
④在线段运动过程中,若M为线段的中点,N 为线段的中点,则线段的长度不变. 其中正确的有 个.
6.(23-24七年级上·浙江·期末)如图1所示,一个点从数轴上的原点开始,先向右移动3个单位长度,再向左移动5个单位长度,可以发现终点表示的数是,已知点A,B是数轴上的点,请参照图并思考,完成下列各题.
(1)如果点A表示数,将点A向右移动7个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 ;
(2)如果点A表示数5,将点A向左移动9个单位长度,再向右移动11个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离为 ;
(3)一般地,如果A点表示的数为m,将A点向右移动n个单位长度,再向左移动p个单位长度,那么,请你猜想终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 .
(4)如图2,在数轴上从左到右边依次有A,B,C三点,点A与点B之间的距离为3,点B与点C之间的距离为5,如果P,Q两点同时出发,点P以每秒钟2个单位长度的速度从点A向右运动,点Q以每秒钟4个单位长度从点C向左运动,经过 秒后,点P与点B的距离和点Q与点B的距离相等.
7.(24-25七年级上·浙江温州·期中)如图,数轴上点为,点为,点是数轴上的一个动点.
(1)若点到的距离为,点到的距离为.①当时,求点所表示的数.②当时,求点所表示的数.(2)如图,数轴上动点在动点右侧,并且始终与动点保持个单位长度的距离,四个点中,记其中两个点的距离为,剩余两个点的距离为,当,在点之间运动时,若,求点所表示的数.
8.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)如图,已知数轴上有A,B,C三点,它们表示的数分别是,,4. 点A到点C的距离可以用表示,且.
(1)应用: , ;(2)拓展:若点A沿数轴向右以每秒3个单位长度的速度运动,则t秒时点A表示的数是 ,此时, (用含t的式子表示);(3)探究:若点C以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时,点A和点B分别以每秒3个单位长度和8个单位长度的速度向左运动,则的值是否随着时间t的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,求出的值.
9.(24-25七年级上·浙江杭州·阶段练习)在数轴上有理数对应的点为点,有理数对应的点为点,,两点之间的距离表示为,记为.
(1)如图,点在数轴上所对应的数为,,则点对应的数为________.
(2)在(1)的条件下,若点在的右侧,同时点以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右运动,当点运动到所在的点时,求,两点间的距离.
(3)在(2)的条件下,若点运动到后静止不动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,求经过多长时间,.
10.(24-25七年级上·浙江·期中)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.
11.(24-25七年级上·浙江绍兴·期末)如图,已知数轴上两点对应的数分别为和,两点对应的数互为相反数.
(1)求的长;(2)若点从点出发,以每秒1个单位长度的速度向终点运动.同时点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向点运动,当点到达点后立即返回,仍然以每秒2个单位长度的速度运动至点停止,设运动时间为(秒).①问为何值时,为的中点?②当时,求的值.
12.(24-25七年级上·浙江宁波·期末)七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究宁波地铁的运行.
素材1
宁波轨道交通1号线是宁波第1条建成运营的地铁线路,极大地便利了市民的日常出行.为了研究方便,地铁运行过程中速度看成恒定,每相邻两站的间距都可近似看成相等,且每相邻两站之间地铁的运行时间都为2分钟,每站停靠时间30秒.如图1是1号线部分线路图:
素材2
小明觉得可以用数轴上的动点来刻画地铁的运行过程,他以东门口站为原点,建立了如下图2的数轴.其中数字1代表江厦桥东站,数字2代表舟孟北路站,以此类推. 数轴上的动点P可以用来刻画运动的地铁,动点P每次运动到一个整数点时,都需要暂停30秒,代表地铁到站停靠.
问题解决
探究1
图2中数字5代表______站.
探究2
如图2,动点P从原点出发,运动t分钟到数字3和数字4之间时(不含数字3和数字4),求点P在数轴上表示的数(用含t的代数式表示).
探究3
如图3,A从江厦桥东站上车,往东环南路方向乘坐地铁,同时B从福庆北路站上车,往东门口方向坐地铁.若两辆地铁恰好同时从江厦桥东和福庆北路出发,则出发多久后两人在数轴上刚好相距2.5个单位长度.
13.(24-25七年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,数轴上,点表示的数为,点表示的数为,点
表示的数为,点表示的数为,在点和点处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点和点在数轴上相距个长度单位,动点从点出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点从点出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线和射线上的运动速度相同均为个单位/秒,“上坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的倍.设运动的时间为秒,问:(1)动点从点运动至点需要时间为________秒;
(2)、两点到原点的距离相同时,求出动点在数轴上所对应的数.
14.(24-25七年级上·安徽亳州·期中)已知式子是关于的二次多项式,且二次项系数为,数轴上,两点所对应的数分别是和.
(1)则_______,________;,两点之间的距离为_______;
(2)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第几次时,点到达点;(3)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第次时,求点所对应的有理数.
15.(23-24七年级上·湖北随州·期中)已知,其中分别为点、点在数轴上表示的数,如图所示. 动点分别从同时开始运动,点以每秒6个单位向左运动,点以每秒2个单位向右运动,设运动时间为秒.(1)直接写出的值;
(2)请用含的代数式表示点在数轴上对应的数为:___________,点在数轴上对应的数为___________.
(3)当相遇后,点继续保持向左运动,点在原地停留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,当之间的距离为2个单位时,求运动时间的值(需写出必要的解答过程).
16.(23-24七年级上·陕西西安·阶段练习)如图,数轴上线段(单位长度),(单位长度),点A在数轴上表示的数是,点C在数轴上表示的数是14.
(1)若点P是数轴上一动点,当动点P到点A的距离与到点D的距离之和等于34时,则点P对应的数是 ;
(2)若点M从点A出发向右运动,速度为2个单位长度/秒,点N从点D出发向左运动,速度为4个单位长度/秒,点P从原点出发,速度为3个单位长度/秒.点M,N和P三点同时运动,点P先向右运动,遇到点N立即掉头向左运动,遇到点M再立即掉头向右运动,如此往返,当M,N两点相距12个单位长度时,点P立即停止运动,此时点P移动的路程为 个单位长度;
(3)若线段以3个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时线段以1个单位长度/秒的速度向左匀速运动.点P是线段上一点,当B点运动到线段上时,是否存在关系式,若存在,求线段的长;若不存在,请说明理由.
17.(2024·浙江·七年级专题练习)已知数轴上两点A、B对应的数分别为、1,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.(1)若点P到点A,点B的距离相等,求点P对应的数.(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A、点B的距离之和为6?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由.(3)点A、点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6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,求当点A与点B重合时,点P所经过的总路程是多少?
18.(24-25七年级上·重庆·期末)如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为、40,在A、B两点处各放一个挡板,M、N两个电子小球同时从原点出发,M以2个单位/秒的速度向数轴负方向运动,N以4个单位/秒的速度向数轴正方向运动,碰到挡板后则反方向运动,速度大小不变,当两小球第一次相遇时都停止运动.设两个小球运动的时间为t,那么:
(1)当时,M在数轴上对应的数可以表示为 ;
(2)小杨同学发现:当时,始终为定值.小杨的发现是否正确?若正确,请求出这个定值;若不正确,请说明理由.(3)在整个运动过程中,t为何值时M、N两个小球间的距离为6?请直接写出答案.
19.(2024·河南洛阳·七年级期末)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.
20.(23-24七年级上·陕西渭南·期中)已知数轴上A,B,C三点对应的数分别为、3、5,点P为数轴上任意一点,其对应的数为x.点A与点P之间的距离表示为,点B与点P之间的距离表示为.
(1)若,求x的值;(2)若,求x的值;(3)若点P从点C出发,以每秒3个单位的速度向右运动,点A以每秒1个单位的速度向左运动,点B以每秒2个单位的速度向右运动,三点同时出发.设运动时间为t秒,试判断:的值是否发生变化?若不变化,求出这个定值,若变化,请说明理由.
21.(24-25七年级上·浙江·期中)阅读材料并回答问题:
对于数轴上的三个点,若其中一个点与其他两个点的距离之间恰好满足倍的数量关系,则称该点是其他两个点的“关联点”.例如:如图,数轴上点,,表示的数分别为,,,点与点的距离是,点与点的距离是,此时点是点,的“关联点”.
(1)若点表示,点表示.,,,对应的点分别是,,,,则其中哪几个点是点,的“关联点”?(2)点表示的数是,点表示的数是,为数轴上一个动点.若点在点的左侧,且点是点,的“关联点”,则点表示的数是____________.
22.(24-25七年级上·湖南湘潭·期末)如图1,点C在线段上,图中共有3条线段:,和,若其中有一条线段的长度是另一条线段长度的两倍,则称点C是线段的“巧点”.
(1)一条线段的中点______这条线段的“巧点”;(填“是“或“不是”)
(2)如图2,数轴上A、B两点分别对应数a、b,且a、b满足关系式.
①若C是线段的“巧点”,则C点表示的数是多少?
②动点P从点A出发,以每秒的速度沿向终点B匀速移动.点Q从点B出发,以每秒的速度沿向终点A匀速移动,点P,Q同时出发,当其中一点到达终点时两动点同时运动停止,若设移动的时间为t秒,求当t为何值时,点Q恰好是线段的“巧点”.
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专题1-1.数轴中的九类动态问题(重难点专题)
数轴中的动态问题属于(2024)浙教版七年级上册必考压轴题型,主要以数轴为载体,体现分类讨论和数形结合等思想,考查学生的分析与综合能力。解题时,一般遵循“点、线、式”三步策略。即:先根据题意中动点的出发位置,移动方向和速度,用含t的式子表示动点,然后根据题中要求提炼出线段,用动点的含t表达式表示线段,最后根据线段间的等量关系,列出式子,然后求解(要检验解是否符合动点的运动时间范围)。
2
考点1.动态规律(左右跳跃)模型 2
考点2.动态中点与n等分点模型 5
考点3.单(多)动点匀速模型 8
考点4.单(多)动点变速模型 11
考点5.动点往返运动模型 15
考点6.动态定值(无参型)模型 18
考点7.动态定值(含参型)模型 22
考点8.数轴折叠(翻折)模型 25
考点9.数轴上的线段移动模型 28
32
①若A、B两点在数轴上对应的数字是 a、b,则AB两点间的距离;AB中点对应的数字是:。
②数轴动点问题主要步骤:
1)画图——在数轴上表示出点的运动情况:运动方向和速度;
2)写点——写出所有点表示的数:常用含t的代数式表示,向右运动用“+”表示,向左运动用“-”表示;
3)表示距离——右—左,若无法判定两点的左右需加绝对值;
4)列式求解——根据条件列方程或代数式,求值。
注意:要注意动点是否会来回往返运动,速度是否改变等。
③分类讨论的思想:
(1)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,注意多种情况的分类讨论。
(2)对于两个动点P、Q,若点P、Q的左右位置关系不明确或有多种情况,可用p、q两数差的绝对值表示PQ 两点距离,从而避免复杂分类讨论。
考点1.动态规律(左右跳跃)模型
. 运动规律性:动点按“左右交替”方向移动,步长呈现递增或周期性变化。
. 代数表达:动点位置需用含时间变量t的代数式表示。
. 例如,第n次移动后的位置可表示为:xn=xn−1±kn,其中k为步长基数,符号由移动方向决定。
. 分类讨论:根据移动次数、方向变化和步长规律进行分段分析,尤其注意动点是否跨越原点或特定临界点。
常见模型(1):“1左1右”的等差数列式跳跃,两个一组根据规律计算即可;
常见模型(2):“2左2右”的等差数列式跳跃,四个一组根据规律计算即可。
例1.(24-25七年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)在数轴上有一个动点P从原点出发,以每秒1个单位长度的速度在数轴上运动,若点P的运动规律是先向右运动1个单位长度,再向左运动2个单位长度,再向右运动3个单位长度,再向左运动4个单位长度,以此类推,第113秒时,点P在数轴上所对应的数是 .
【答案】1
【详解】解:第1次向右运动1个单位长度,用时1秒,在数轴上对应的数为1,
第2次向左运动2个单位长度,用时2秒,在数轴上对应的数为,
第3次向右运动3个单位长度,用时3秒,在数轴上对应的数为2,
第4次向左运动4个单位长度,用时4秒,在数轴上对应的数为,
第5次向右运动5个单位长度,用时5秒,在数轴上对应的数为3,
第6次向左运动6个单位长度,用时6秒,在数轴上对应的数为,…,发现第n次运动n个单位长度,用时n秒,n为奇数时,在数轴上对应的数为,n为偶数时,在数轴上对应的数为,
∵,,∴,,
∴第113秒是在第105秒后的第8秒,∴第113秒的位置是第14次终点向右运动第8秒的位置,
∵,∴,∴第113秒时,点P在数轴上所对应的数是1,故答案为:1.
例2.(2024七年级上·浙江·专题练习)如图,一动点从原点开始向左运动,每秒运动个单位长度,规定:每向左运动秒就向右运动秒.则动点运动到第秒时所对应的数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:当动点从原点出发向左运动秒,到达的点表示的数为,
再向右运动秒到达的点表示的数为,动点运动秒向左移动个单位长度,
,动点向左运动了个秒,
动点运动到第秒时所对应的数是.故选:A.
例3.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)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.设该机器人每秒前进或后退步,且每步的距离都是个单位长度,表示第秒时机器人在数轴上的位置所对应的数.则下列结论:;;;,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:由题意每前进步后退步的程序运动则有
,,,,,
,,,,,
,,,,,,故正确,正确;
由上可知,“前进步后退步”这秒组成一个循环结构,
第个循环第个数;第个循环第个数;
第个循环第个数;第个循环第个数;
第个循环第个数,第个循环第个数,……
第个循环第个数,第个循环第个数,
∵,∴在第个循环第个数,
∵,∴,,,故正确;
由上规律可得:∵,∴,∴,
∴,故正确,综上可知:正确,故选:.
例4.(24-25七年级上·安徽宿州·期中)一个电子跳蚤在数轴上做跳跃运动.第一次从原点O起跳,落点为,点表示的数为1;第二次从点起跳,落点为的中点;第三次从点起跳,落点为的中点;如此跳跃下去…最后落点为的中点,则点表示的数为 .
【答案】
【详解】解:第一次落点为处,点表示的数为1;
第二次落点为的中点,点表示的数为;
第三次落点为的中点,点表示的数为;…
则点表示的数为,即点表示的数为;故答案为:.
考点2.动态中点与n等分点模型
1)动态中点模型:动态中点指两动点在数轴上运动时,其中点位置随动点运动而变化。设动点A和B在时间t的位置分别为xA(t)和xB(t),则动态中点M(t)的坐标:。
该公式适用于任意时刻动态中点计算。
2)动态n等分模型:将线段AB分为n等份时,第k个等分点的坐标为:。
若A和B为动点,则等分点位置随时间变化,需建立动态表达式。
例1.(24-25七年级上·浙江·期中)如图,已知两点在数轴上,点表示的数为,,点以每秒个单位长度的速度从点向右运动.点以每秒个单位长度的速度从点向左运动(点、点同时出发).经过几秒,点、点分别到原点的距离相等?( )
A.秒 B.秒或者秒 C.秒或秒 D.秒
【答案】B
【详解】解:∵点表示的数为,,∴,∴点表示的数为,
设经过秒,点、点分别到原点的距离相等,则点运动距离为,则点表示的数为,点运动的距离为,点表示的数为,
∴,,
根据题意得:时,即,
∴或,解得:或,
即经过秒或秒后,点到原点的距离相等.故选:B.
例2.(24-25七年级上·浙江杭州·期中)已知动点A从原点O出发沿数轴向左运动,同时动点B也从原点出发沿数轴向右运动,动点A的速度为每秒1个单位长度,动点B的速度为每秒2个单位长度,5秒后动点B调转方向向左运动,A、B两点的速度仍保持不变,则 秒后A、B、O三点中一点到另两个点的距离相等.
【答案】或10或或20
【详解】解:设运动时间为t秒.
当时,点A表示的数为,点B表示的数为,点O在线段上(不包含顶点),
∴,∴不存在的情况;
当时,点A表示的数为,点B表示的数为,点O在线段上(不包含顶点),∴,根据题意得:,解得:;
当时,点B,O重合,此时;
当时,点A表示的数为,点B表示的数为,点B在线段上(不包含顶点),∴,,根据题意得:,解得:;
当时,点A,B重合,此时;
当时,点A表示的数为,点B表示的数为,点A在线段上(不包含顶点),
∴,,∴不存在的情况.
综上所述,当或10或或20时,A、B、O三点中一点到另两个点的距离相等.
故答案为:或10或或20.
例3.(2024七年级上·浙江·专题练习)定义:若,,C为数轴上三点,若点到点的距离是点到点B的距离倍,我们就称点是【,B】的美好点.
例如:如图,点表示的数为,点表示的数为.表示的点到点的距离是,到点的距离是,那么点是【,】的美好点;又如,表示的点到点的距离是,到点的距离是,那么点D就不是【,】的美好点,但点是【,】的美好点.
如图2,,为数轴上两点,点所表示的数为,点所表示的数为
(1)点,,表示的数分别是,,,其中是【,】美好点的是 ;写出【,】美好点所表示的数是_ .
(2)现有一只电子蚂蚁从点开始出发,以个单位每秒的速度向左运动.当为何值时,,和中恰有一个点为其余两点的美好点?
【答案】(1);或(2)1.5,2.25,3,,9,13.5
【详解】(1)解:根据美好点的定义,,,,只有点G符合条件,故答案是:.
结合图,根据美好点的定义,在数轴上寻找到点的距离是到点的距离倍的点,点N的右侧不存在满足条件的点,点M和之间靠近点一侧应该有满足条件的点,进而可以确定符合条件.点的左侧距离点M的距离等于点和点的距离的点符合条件,进而可得符合条件的点是.故答案:或;
(2)解:根据美好点的定义,,和中恰有一个点为其余两点的美好点分种情况,
第一情况:当为【,】的美好点,点在,之间,如图,
当时,,点P对应的数为,因此秒;
第二种情况,当为【,】的美好点,点在,之间,如图2,
当时,,点对应的数为,因此秒;
第三种情况,为【N,M】的美好点,点在左侧,如图3,
当时,,点对应的数为,因此秒;
第四种情况,M为【P,N】的美好点,点在左侧,如图4,
当时,,点对应的数为,因此秒;
第五种情况,M为【N,P】的美好点,点在左侧,如图5,
当时,,点对应的数为,因此秒;
第六种情况,M为【N,P】的美好点,点在,左侧,如图,
当时,,因此秒;
第七种情况,为【,】的美好点,点在左侧,当时,,因此秒,
第八种情况,N为【M,P】的美好点,点在右侧,当时,,因此秒,
综上所述,的值为:1.5,2.25,3,,9,13.5.
例4.(24-25七年级上·湖南长沙·期中)【知识准备】若数轴上点对应的数为,点对应的数为,为的中点,则我们有中点公式:点对应的数为.(1)在一条数轴上,O为原点,点对应的数为,点对应的数为,且有,则的中点N所对应的数为_____.
【问题探究】(2)在(1)的条件下,若点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动,同时点Q从点D出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动.设运动时间为秒,为何值时,的中点所对应的数为1?
【拓展延伸】(3)若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为靠近点A的三等分点,则我们有三等分点公式:点M对应的数为;若数轴上点A的对应数为x,点B的对应数为y,M为最靠近点A的四等分点,则我们有四等分点公式:点M对应的数为.
填空:若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的等分点,则我们有等分点公式:点M对应的数为_____.(其中n为正整数)
【答案】(1);(2);(3);
【详解】解:(1)∵,∴,,解得:,,
∴点对应的数为,点对应的数为,∴的中点N所对应的数为;
(2)由(1)知,,,则点所对应的数为,点所对应的数为.
则中点所对应的数为,解得:.
(3)∵数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的等分点,
∴点M对应的数为.
考点3.单(多)动点匀速模型
模型(1):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向右移动,t秒后,到达B点,B点对应的数是:a+vt。
模型(2):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向左移动,t秒后,到达C点,C点对应的数是:a-vt。
例1.(2024七年级上·浙江·专题练习)如图,在数轴上,点A表示的数是10,点B表示的数为50,点P是数轴上的动点.点P沿数轴的负方向运动,在运动过程中,当线段和的大小关系满足时,点P表示的数是 .
【答案】26或/26或
【详解】解:在点P运动过程中,,即,分两种情况:
①当点P运动到点A右侧时,,此时点P表示的数是;
②当点P运动到点A左侧时,设,则,
∵,∴,则,则,∴点P表示的数是,
综上所述,点P表示的数是26或,故答案为:26或.
例2.(24-25七年级上·重庆南岸·期末)如图,在数轴上点,表示的数分别为,7.点,数轴上的动点,点从点出发,每秒2个单位长度的速度运动,点从出发,以每秒1个单位长度的速度匀速运动.点,同时出发,相向而行,当点,两点的距离为12个单位长度时,点在数轴上表示的数为( )
A.0 B.7 C.10 D.12
【答案】D
【详解】解:设运动时间为秒,则点表示的数为,点表示的数分别为,
、两点间的距离为12个单位长度,,解得:,
∴点在数轴上表示的数为故选:D.
例3.(24-25七年级上·广东广州·期末)(1)如图1,已知线段上有一点B,点D为的中点,,则的长度为______;
(2)如图1,已知线段上有一点B,点D为的中点,,猜想的长度(用含a、b的代数式表示),并说明理由;
(3)如图2,已知数轴上有一点A表示的数为,点A的右侧有三点B、C、D,,.若点B以每秒2个单位长度的速度向右运动,点C以每秒3个单位长度的速度向左运动,点D以每秒1个单位长度的速度向左运动;三个点同时运动,当点C运动到A点时,三个点都停止运动.设运动的时间为t秒,试求当t为何值时,B、C、D中的一点是另外两点为端点的线段的中点?
【答案】(1)11;(2),理由见解析;(3)当t的值为、或8时,B、C、D中的一点是另外两点组成的线段的中点.
【详解】(1)解:如图1:∵,∴,
∵D是的中点,,;
(2)解:,理由如下:如图1:∵,∴,
∵D是的中点,,∴.
(3)解:A表示,点表示5,点C表示21,点D表示17,当运动的时间为t秒时,点B表示,点C表示,点D表示,点,,,
①当点C在点D的右侧,即,解得:,
∴当时,如图2所示,D是的中点,由题意可得:,
即,解得:,不符合题意,舍去;
②当点C在点D的左侧且点C在点B的右侧,即,解得:,
∴当时,如图3所示,C是的中点,
由题意可得:,即,解得:,符合题意;
③当点C在点B的左侧且点D在点B的右侧,则,解得:,
∴当时,如图4所示,B是的中点,由题意可得:,
即,解得∶,符合题意;
④当点D在点B的左侧到停止前,则,解得:,
∴当时,如图5所示,D是的中点,由题意可得:,
即,解得,符合题意.
综上所述,当t的值为、或8时,B、C、D中的一点是另外两点组成的线段的中点.
考点4.单(多)动点变速模型
单个动点在数轴上运动时,速度随时间或位置发生改变,需分段描述其运动轨迹。
例如:动点先以速度v1运动t1秒,再以速度v2反向运动t2秒。
其位置表达式:分段表示为x(t)=x0+v1t(0≤t≤t1)和x(t)=x(t1)−v2(t−t1)(t1<t≤t1+t2)。
上式中为x0初始位置,x(t)为t时刻的位置。
多个动点以不同速度或方向变化协同运动,需分别建模后寻找关联条件(如相遇、距离等)。
动态关系式:分别表示各动点位置,再通过相遇条件xP(t)=xQ(t)或距离公式∣xP(t)−xQ(t)∣=L列方程。
上式中xP(t)为动点P在t时刻的位置;xQ(t)为动点Q在t时刻的位置。
数轴上的单(多)动点变速模型用于描述动点在运动中速度发生变化的场景,需结合分段分析(按时间或位置划分运动阶段,确保每个阶段内速度恒定)和动态方程构建解决问题,最后注意检查解是否在对应时间段内,排除超时或重复解。
例1.(24-25七年级上·四川成都·期末)如图,在数轴上,点,在原点的两侧,分别表示,,.点以每秒个单位的速度从点向右运动,同时,点以每秒个单位的速度从点向左运动,是线段的中点,设运动时间为.
(1)求点与点之间的距离;(2)当为何值时,,并求出此时点表示的数;
(3)在,两点开始运动时,点以每秒个单位的速度从点向左运动.点经过原点后,其速度变为原来的倍,点变速后,若线段的长度始终是一个定值,求的值.
【答案】(1)(2)的值为或,点表示的数为或(3)
【详解】(1)解:∵点表示的数为, ∴,
∵,∴, ∵点在原点的两侧,∴点表示的数为,∴ ;
(2)解:当运动时间为秒时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为, 根据题意得,,
即或, 解得或,
当时,; 当时,;
答:当的值为或时,,此时点表示的数为或;
(3)解:若,则,
当时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,∴,
∵点变速后,若线段的长度始终是一个定值,∴,∴.
例2.(24-25七年级上·浙江金华·期中)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12,点C表示24,点D表示36,我们称点A与点D在数轴上的“友好距离”为45个单位长度,并表示为.
已知动点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3倍.经过点C后立刻恢复初始速度.(1)动点P从点A运动至点C需要多少时间?
(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);
(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】(1)18.5秒(2)(3)14.5或19.5
【详解】(1)解:根据题意得:
(秒);答:动点从点运动至点需要18.5秒;
(2)解:动点从点运动至点需要的时间为:(秒),
运动t秒至点B和点C之间时,点P表示的数为:,
∴当时,点表示的数为,
当动点运动至点和点之间时,点表示的数为;
(3)解:,,,共2两种情况.
当点在点和点之间,即时,点表示的数为,
,,∴,解得:;
当点在点的右侧,即时,点表示的数为,
,,,解得:.
答:动点的运动的时间是14.5秒或秒.
例3.(24-25七年级上·四川成都·期中)已知数轴上有A、B、C三个点,分别表示有理数、9、20,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右移动.设移动时间为t秒,如图1,若用分别表示点P与点A、点B、点C之间的距离,试回答以下问题:
(1)当点P运动5秒时,______,______,______.
(2)当点P运动了t秒时,请用含t的代数式表示点P与点A、点B、点C之间的距离:
______,______,______.
(3)经过几秒后,点P到点A、点C的距离相等?此时点P表示的数是多少?
(4)如图2,当动点P从点A出发以2单位/秒的速度向右运动,同时点Q从点C出发,以1个单位/秒速度向左运动.O、B两点之间为“变速区”,规则为从点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,从点B运动到点O期间速度变为原来的3倍,之后立刻恢复原速.是否存在符合条件的t,使P、Q两点到点B的距离相等?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),11,22(2)
(3)经过8秒后,点P到点A、点C的距离相等,点P表示的数是4 (4)12或25
【详解】(1)解:当时,点P运动了10个单位长度,则,点P表示的有理数为,
;故答案为:,11,22;
(2)解:当点P运动了t秒时,,点P表示的有理数为,
∴;故答案为:;
(3)解:设经过t秒后,点P到点A、点C的距离相等,则得:,解得:,
此时点P表示的有理数为;
即经过8秒后,点P到点A、点C的距离相等,点P表示的数是4;
(4)解:点P在运动时间为(秒),在运动时间为(秒),在运动的时间为(秒);点Q在运动时间为(秒),在运动时间为(秒),在运动时间为(秒);
①当时,如图,则P在线段上,表示的数为;Q在线段上,表示的数为,
由题意得:,解得:,
不合题意,此时不存在P、Q两点到点B的距离相等;
②当时,如图,P都在线段上,P表示的数为,Q在线段上,表示的数为,
则,方程无解,
此时不存在P、Q两点到点B的距离相等;
③当时,如图,P、Q都在线段上, 两点重合,P、Q两点到点B的距离相等;
此时P表示的数为,Q表示的数为,所以,得;
符合题意,即不存在P、Q两点到点B的距离相等;
④当时,如图,P仍在线段上,点Q在线段上,
此时点Q在点O的左侧,点P在点O的右侧,同在点B的左侧,且,所以P、Q两点到点B的距离不可能相等;
⑤当时,如图,P在射线上,Q在射线上,P表示的数为,Q表示的数是,
所以,解得;
综上所述,P、Q两点到点B的距离相等,运动时间为12秒或25秒,故答案为:12或25.
考点5.动点往返运动模型
. 数轴上动点往返运动的位置计算需结合方向变化、分段累加和代数建模。
. 注意事项:
. 1)时间范围验证:解方程后需检查时间是否在对应运动阶段内。
. 2)多解可能性:往返可能导致动点多次经过同一位置,需列绝对值方程并分情况讨论。
3)通过以上方法,可系统计算数轴动点往返后的位置,需重点关注方向符号处理和分段累加规则。
例1.(2024七年级上·浙江·专题练习)如图,在数轴上点A表示的数为a,点B表示的数为b,点C表示的数为c.其中b是最大的负整数,且a,c满足.点P从点B出发以每秒3个单位长度的速度向左运动,到达点A后立刻返回运动到点C,到达点C后再返回运动到点B并停止.
(1) , , ;(2)在点P运动的过程中,当点P运动x秒时,,求x的值.
【答案】(1),,9(2)或1或或
【详解】(1)解:∵,∴,解得,
∵b是最大的负整数,∴.故答案为:,,9;
(2)当点P在线段上时,.
因为,所以.
又因为,所以.
当点P的运动状态是从B到A时,如图所示,因为,所以,所以;
当点P的运动状态是从A到B时,如图所示,因为,所以,所以;
当点P在线段上时,.因为,所以.
又因为,所以.
当点P的运动状态是从B到C时,如图所示,因为,所以,所以;
当点P的运动状态是从C到B时,如图所示,因为,所以,所以.
综上所述,x的值为或1或或.
例2.(2024七年级上·浙江·专题练习)已知是关于的二次多项式,且二次项系数和一次项系数分别为和.如图,在数轴上点,,所对应的数分别是,,,为原点,数轴上有一动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向终点运动,设运动时间为.
(1) , , .
(2)当点运动到点时,点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴上点和点之间往复运动.
①当为何值时,点第一次与点重合?
②当点运动到点时,点的运动停止,求此时点一共运动了多少个单位长度,并求出此时点在数轴上所表示的数.③设点,所对应的数分别是,,当时,,求的值.
【答案】(1),,(2)①②点一共运动了个单位长度,此时点在数轴上所表示的有理数为③
【详解】(1)解:根据二次多项式的定义可得:,,,
解得:,故答案为:,,;
(2)解:①∵点表示的数是,点表示的数是,
,,,
∴点从点到点用时:(秒),点从点到点用时:(秒),
此时点运动的长度为:个单位长度,∴点在的中点,
设再经过秒两点第次重合,则有,,解得:,(秒)
答:当时,点第一次与点重合;
②∵点表示的数是,点表示的数是,,
∴点从点到点用时:(秒),则点一共运动了个单位长度,
,∴此时点在数轴上所表示的有理数为:;
③当时,点在上,点在上运动,,,
,,即:,解得:.
例3.(24-25七年级上·浙江温州·期中)根据以下素材,探索完成任务.
实验探究:钢球在“磁悬浮”轨道上如何运动?
素材1
我国上海的“磁悬浮”列车,依靠“磁悬浮”技术使列车悬浮在轨道上行驶,从而减小阻力,因此列车时速可超过400公里.可利用钢球在“磁悬浮”轨道架上的运动模拟“磁悬浮”列车在轨道行驶,实验中钢球大小不计,假设钢球的运动都是匀速的.
素材2
现有一个长为的“磁悬浮”轨道架,如图所示,轨道架上安置了三个大小、质量完全相同的钢球、、,左右各有一个钢制挡板和,其中到左挡板的距离为,到右挡板的距离为,、两球相距.
素材3
在钢球碰撞实验中(相撞时间不计),当一钢球以一速度撞向另一静止钢球时,这个钢球停留在被撞钢球的位置,被撞钢球则以同样的速度向前运动,钢球接到左右挡板则以相同的速度反向运动.
问题解决
任务1
根据素材2,若球在数轴上表示坐标原点,球表示的数为40,则球表示的数为_______,右挡板表示的数为_______.
任务2
碰撞实验中,若球以每秒的速度向右匀速运动,从原点开始计时,请分别求出球第一次和第二次撞向右挡板的时间.
任务3
在任务1、2的条件下,当3个钢球运动的路程和为时,球在数轴上表示的数是_______.(直接写出答案)
【答案】任务1:,70 ; 任务2:第一次7(秒);第二次:43(秒) 任务3:.
【详解】任务1∶根据题意得∶,,
若A球在数轴上表示坐标原点,则C球在数轴的负半轴,右挡板E在数轴的正半轴,
∴C球表示的数为,右挡板E表示的数为.故答案为∶,70;
任务2∶根据题意得∶(秒);(秒).
答∶B球第一次撞向右挡板E的时间为7秒,B球第二次撞向右挡板E的时间为43秒;
任务3∶,
∵左挡板D在数轴的负半轴,∴左挡板D表示的数为.
根据题意得∶C球的运动范围为;A球的运动范围为;B球的运动范围为,,
∴当3个钢球运动的路程和为时,C球在运动此时离左挡板D的距离为,
∴此时C球在数轴上表示的数是.故答案为∶.
考点6.动态定值(无参型)模型
数轴上的动态定值(无参型)模型描述动点运动过程中某些量(如线段长度、距离差等)保持不变的场景,需通过代数表达和几何关系分析定值的存在性及数值。题目中不引入额外参数(如速度、时间变量),直接通过动点初始位置、运动规则或几何关系推导定值。
1)解题策略与步骤:
步骤1:用代数式表示动点位置,例如动点A从x0出发,以速度v移动,则t秒后位置为x0+vt。
步骤2:根据题目条件(如中点、等分点)建立相关量的表达式(如线段长度、差值的绝对值)。
步骤3:化简表达式,观察是否消去变量项,验证是否为定值。
2)常见定值类型:
线段长度定值:两动点或动点与定点间的距离保持恒定。
代数式定值:如∣xA−xB∣±kxC的值为固定常数。
位置关系定值:如动点始终为中点或特定分点,导致相关表达式不变。
例1.(23-24七年级上·广东东莞·期中)如图,在数轴上点A表示数a,点B表示数b,点C表示数c,其中b是最小的正整数,且多项式是关于x的二次多项式,一次项系数为c.
(1) , , ;(2)若将数轴折叠,使得点A与点C重合,此时点B与某数表示的点重合,则此数为 ;(3)点A,点B与点C同时开始在数轴上运动,若点A,点B分别以每秒3个单位长度和每秒2个单位长度的速度向左运动,点C以每秒1个单位长度的速度向右运动,t秒过后,若点A,点B之间的距离表示为,点B与点C间的距离表示为,则= ,= (用含t的代数式表示),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)(2)3(3),不变,为4
【详解】(1)解:∵是关于x的二次多项式,一次项系数为c,
∴,,解得:,∵b是最小的正整数,∴,故答案为:;1;6;
(2)解:(1)知:点A、B、C表示的数分别为:、1、6,
将数轴折叠,使得点A与点C重合,∴点A与点C的中点为:,
此时与点B重合的数为:,故答案为:3;
(3)解:由(1)知:点A、B、C表示的数分别为:、1、6,
∵点A,点B分别以每秒3个单位长度和每秒2个单位长度的速度向左运动,点C以每秒1个单位长度的速度向右运动,∴t秒过后,点A、B、C表示的数分别为:、、,
则,,
(定值),
∴的值不随着时间t的变化而改变,定值为:4.
例2.(24-25七年级上·浙江金华·期末)如图,数轴上有A,B,C三点,点表示的数为60,点在点的左侧且,点A,B表示的数互为相反数.数轴上有一动点从点出发,以5个单位/秒的速度向左沿数轴运动,设运动时间为秒.
(1)点表示的数是__________:点表示的数是__________.
(2)当为何值时,?
(3)若点,点,点与点同时在数轴上运动,点和点分别以2个单位/秒和1个单位/秒的速度向右运动,点以4个单位/秒的速度向左运动.请问:是否存在某一时段,使的值为一个定值?若存在,请求出这个定值及对应的的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);10(2)或时,(3)存在,当时,其值为定值,此定值为360
【详解】(1)解:点表示的数为60,点在点的左侧且,点B表示的数是,
又点A,B表示的数互为相反数,点A表示的数是,故答案为:,10;
(2)解:点表示的数为,点表示数为,点表示数为10,
,,
,,或.答:或时,.
(3)解:,,,,
,,,
.
当时,其值为,
当时,其值为360,
当时,其值为,
当时,其值为定值,此定值为360.
例3.(24-25七年级上·广东广州·期中)【阅读理解】若数轴上两点A,B所表示的数分别为a和b,则有
①两点A,B两点的中点表示的数为;
②两点A,B两点之间的距离;若,则可简化为.
【解决问题】数轴上两点A,B所表示的数分别为a和b,且.(1)直接写出: .
(2)点C在数轴上对应的数是c,且关于x,y的多项式是三次四项式,在数轴上是否存在点P,使?若存在,求出点P对应的数;若不存在,说明理由.
【数学思考】(3)点E以每秒1个单位的速度从原点O出发向右运动,同时点M从点A出发以每秒7个单位的速度向左运动,点N从点B出发,以每秒10个单位的速度向右运动,P、Q分别为、的中点.思考:在运动过程中,的值是否发生变化?并说明理由.
【答案】(1)10;(2)存在,16或0;(3)在运动过程中,的值不变,见解析
【详解】解:(1)∵,∴,,
∴,,∴,故答案为:10;
(2)∵关于x,y的多项式是三次四项式,
∴,解得,∴点C表示的数为,∴,
∴点P不可能位于点A的左侧,设点P对应的数为y,
①当点P在点B右侧,由题意得,解得,
②当点P在A、B之间,由题意得,解得
综上所述,点P对应的数为16或0;
(3)在运动过程中,的值不变,理由如下:
设运动时间为t,则点E对应的数是t,点M对应的数是,点N对应的数是,
∵P是的中点,∴P点对应的数是,
又∵Q是的中点,∴Q点对应的数是,
∴,,,
∴,∴在运动过程中,的值不变.
考点7.动态定值(含参型)模型
数轴上动态定值(含参型)模型需分析含参数(如速度、距离比例等)的动点运动过程中某些量的恒定性,通过代数建模和参数消去法验证定值存在性及数值。
线段和差定值:如PA+PB或∣PA−PB∣恒为常数,需结合参数化简表达式。
代数式定值:如kxA+mxB的值与时间无关,需分离含时项并令其系数为零。
速度参数:多个动点以不同速度运动,需联立方程消去时间变量,验证定值。
比例参数:如线段比例或代数式含系数m(如mAB−2BC),需通过参数约束条件确定定值。
通过参数化建模、代数式分离与含时项消去,可系统解决含参型动态定值问题,需特别注意参数解的适用范围及多解可能性。
例1.(24-25七年级上·浙江绍兴·期中)如图,已知数轴上两点A、B对应的数分别为a、b,,且.动点P从点B出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t秒().
(1)写出数轴上点A表示的数为________,点B表示的数为________,点P表示的数为________(用含t的式子表示);(2)动点Q从点A出发,以每秒3个单位长度的速度向左匀速运动,动点M从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,且点P,Q,M同时出发.①当t为何值时,点P、Q两点到原点的距离相等?②式子的值不随时间t的变化而变化,请求出m的值.
【答案】(1),12,(2)①或;②4
【详解】(1)解:因为,所以,解得:,
所以点A表示的数为,点B表示的数为12.
因为动点P从点B出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,且运动时间为t秒,
所以点P表示的数为;
(2)解:①由题意可知点Q表示的数为,
因为点P、Q两点到原点的距离相等,所以,解得:或,
故当或时,点P、Q两点到原点的距离相等;
②由题意可知点M表示的数为,所以.
因为, 所以.
因为式子的值不随时间t的变化而变化,所以,解得:.
例2.(24-25七年级上·浙江杭州·期中)已知:数轴上有,,三点 (位置如图所示) ,点和点相距个单位长度且点,表示的有理数互为相反数,点A和点C相距个单位长度,数轴上有一动点从点出发,以2个单位秒的速度向右沿数轴运动,设运动时间为秒.
(1)点表示的有理数是 ,点表示的有理数是 ,点表示的数是 (用含的式子表示).
(2)当、两点之间相距10个单位长度时,求t的值.
(3)若点A、点和点与点同时在数轴上运动,点以1个单位秒的速度向左运动,点和点分别以3个单位秒和4个单位秒的速度向右运动,若两点间的距离用表示两点的大写字母表示,如: 点 A,P两点间的距离表示为,是否存在常数,使得为一个定值,若存在,请求出值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,(2)或(3)存在,,定值为
【详解】(1)解:设点表示的数为,则点表示的数为,
点和点间距个单位长度,,解得,
点表示的有理数是;点表示的有理数是,
,点表示的有理数是,
动点从点出发,以2个单位长度秒的速度向右沿数轴运动,运动时间为秒,
点表示的数是,故答案为:,,;
(2)解:当点在点左边时,,
、两点之间相距个单位长度,,解得,
当点在点右边时,,
、两点之间相距个单位长度,,解得,
当或秒时,、两点之间相距个单位长度,
(3)解:存在常数,使得为一个定值,
理由如下:由题意可知,点表示的数为;点表示的数为;点表示的数为,
,,,
,
要使得为一个定值,,解得,
,,这个定值为.
例3.(24-25七年级上·福建厦门·期中)我们规定:对于数轴上不同的三个点,,,当点在点右侧时,若点到点的距离恰好为点到点的距离的倍,且为正整数,(即),则称点是“关联点”,如图,已知在数轴上,原点为,点,点表示的数分别为,,且,满足.
(1)由题意得,______,______;(2)若点是“关联点”,则点所表示的数为______;
(3)点在,之间运动,且不与,两点重合,作“关联点”,记为,作“关联点”,记为,且满足,分别在线段和上.当点运动时,若存在整数,,使得式子为定值,求出,满足的数量关系.
【答案】(1)4,(2)0或(3)
【详解】(1)∵,∴,∴,
∵点A,点B表示的数分别为a,b,且a,b满足,∴,,故答案为:4,;
(2)∵点A,点B表示的数分别为4,,∴,
若点C是“关联点”,则,
当点C在线段上时,,此时,点C所表示的数为;
当点C在线段的延长线上时,,此时,点C所表示的数为,
综上所述,点C所表示的数0或,故答案为:0或;
(3)设点Q表示的数为,
∵点在,之间运动,且不与,两点重合,作“关联点”,记为,作“关联点”,记为,且满足,分别在线段和上.
∴,,,,
∴,,
∴,
当点Q运动时,若存在整数m、n,使得式子为定值,则 ,
∴,即整数m、n满足的数量关系是.
考点8.数轴折叠(翻折)模型
数轴折叠模型通过几何对称性分析折叠前后点的对应关系,解决折痕位置、对称点等问题。
1)若折叠后点a与点b重合,则折痕对应的点m为两点的中点,满足:或b=2m−a
2)折叠后,对称点到折痕的距离相等,折痕位置可通过线段比例或代数方程求解。
3)若折叠后动点继续运动,需分段分析折叠前后的位置变化及运动轨迹。
例1.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)已知在纸面上有一数轴(如图),折叠纸面.例如若数轴上数2对应的点与数对应的点重合,则数轴上数对应的点与数4对应的点重合.
若数轴上数对应的点与数3对应的点重合,根据此情景解决下列问题:
(1)数轴上数1对应的点与数 对应的点重合.(2)若数轴上A,B两点之间的距离为200个单位长度(点A在点B的右侧),并且A,B两点经折叠后重合,求点A,B表示的数.(3)在(2)的条件下,一只青蛙王子,从点B出发,以7个单位每秒的速度向右运动,同时另一只青蛙士兵,从A点出发以3个单位每秒的速度向左运动,假设它们在C点相遇,求C点所表示的数.
【答案】(1)(2)A表示98;B表示(3)38
【详解】(1)∵数轴上数表示的点与数3对应的点重合,
∴如图可知,表示数的点到数表示的点的距离与到数3表示的点的距离相等,
∵,∴数轴上数1对应的点与数对应的点重合,故答案为:;
(2)由(1)知:折合点表示的数,
∵数轴上A,B两点之间的距离为200个单位长度(点A在点B的右侧),并且A,B两点经折叠后重合,
∴折合点表示的数分别到A,B两点的距离为100,∴,,
∵点A在点B的右侧,∴A表示98;B表示,
(3)设它们x秒后相遇,∵A,B两点之间的距离为200个单位长度,
∴,∴,∴,∴C点所表示的数为38.
例2.(24-25七年级上·湖南长沙·阶段练习)平移和翻折是初中数学两种重要的图形变化,而一个动点在数轴上的移动是初中数学的一个难关.
(1)平移运动:把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动个单位长度,再向正方向移动个单位长度,这时笔尖的位置表示什么数?用算式表示以上过程及结果是_____.
A. B. C. D.
(2)翻折变换:①若折叠纸条,表示的点与表示的点重合,则表示的点与表示______的点重合.
②若数轴上、两点之间的距离为(在的左侧,且折痕与①折痕相同),且、两点经折叠后重合,则点表示_____,点表示_____.
(3)动点移动:如果、对应的数分别为、,点P为数轴上一动点,当点P以每秒个单位长的速度从数轴的原点出发,几秒后可使?
【答案】(1)D(2)①;②,(3)秒或秒时,可使
【详解】(1)解:∵笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动个单位长度,再向正方向移动个单位长度,∴笔尖的位置表示什么数为.故选:D.
(2)①∵表示的点与表示的点重合,∴折叠的中点表示的数为,
∵,,∴表示的点与表示的点重合.故答案为:
②∵数轴上、两点之间的距离为(在的左侧,且折痕与①折痕相同),
∴折叠中间点表示的数为,
∵、两点经折叠后重合,∴点表示的数为,点表示的数为.
故答案为:,
(3)设运动时间为,∵,∴在点左侧,或在点右侧,
①当点向左运动时,∵、对应的数分别为、,点P以每秒个单位长的速度从数轴的原点出发,
∴点表示的数为,∴,,
∵,∴,解得:.
②当向左运动时,∵、对应的数分别为、,点P以每秒个单位长的速度从数轴的原点出发,
∴点表示的数为,∴,∴,解得:.
综上所述:秒或秒时,.
例3.(24-25七年级上·浙江·期中)平移和翻折是初中数学两种重要的图形变换
(1)平移运动:①把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动4个单位长度,再向正方向移动1个单位长度,这时笔尖的位置表示什么数?用算式表示以上过程及结果是 .
A. B. C. D.
②一机器人从原点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2022次时,落在数轴上的点表示的数是 .
(2)翻折变换:①若折叠纸条,表示的点与表示3的点重合,则表示2022的点与表示 的点重合;
②若数轴上A、B两点之间的距离为2022(A在B的左侧,且折痕与①折痕相同),且A、B两点经折叠后重合,则A点表示 ,B点表示 .
③一条数轴上有点A、B、C,其中点A、B表示的数分别是、8,现以点C为折点,将数轴向右对折,若点A对应的点落在点B的右边,并且,求点C表示的数.
【答案】(1)①D;②1011(2)①;②,1012;③
【详解】(1)解:①根据移动过程可得:,故选:D.
②∵,
∴当机器人跳次2022时,落在数轴上的点表示的数是;故答案为:;
(2)解:①∵表示的点与表示3的点重合,∴折痕处的点表示的数为,
设表示2022的点与表示x的点重合,则,解得:,
∴表示2022的点与表示重合;故答案为: ;
②∵数轴上A、B两点之间的距离为2022,A、B两点到折痕1处的距离都是1011,
∴B点表示数为1012,A点表示的数为;故答案为:,1012;
③根据题意可知点表示的数为,
∵点A、表示的数分别是、10,点C为折点,∴点C表示的数:.
考点9.数轴上的线段移动模型
数轴上的线段移动模型研究线段整体平移的动态变化规律,需结合代数表达与几何关系分析线段长度、覆盖范围等核心问题。
线段沿数轴以固定速度单向或往返移动,需用代数式表示端点位置变化(如左移减速度,右移加速度);动态过程中需关注线段覆盖区域,及与其他线段的交互(如重叠)。部分模型中,线段长度或端点间的代数差保持恒定(如平移速度对称时,两动线段差为定值)。
例1.(24-25七年级上·湖南怀化·期末)如图,在数轴上有A、B、C三点,分别表示有理数a,b,c,且a,b,c满足式子;如图:动点P从点A出发,以2个单位/秒的速度一直向右运动,点P运动5秒后,长度为6个单位的线段(M为线段左端点且与点B重合,N为线段右端点)从B点出发以3个单位/秒的速度向右运动,当点N到达点C后,线段立即以同样的速度返回向左运动,当点M到达点B后线段再以同样的速度向右运动,如此往返.设点P运动时间为t秒.
(1)求a,b,c的值;(2)当 秒时,点P与点C重合,并求出此时线段上点N所表示的数;
(3)记线段的中点为Q,在运动过程中,当点P与点Q的距离为1个单位时,求t的值.
【答案】(1),,14(2)22,11(3)或15
【详解】(1)解:∵,,,,
∴,,,∴,,,
∴,,;
(2)解:当秒时,点P与点C重合,
∵A所表示数为,C所表示数为14,∴,
∴点P从A运动到点C所用时间为:(秒),故答案为:22;
线段的运动时间为(秒),
线段从B运动到C所用时间为:(秒),
∵数轴上点N起始位置所表示数为:,
∴线段运动17秒后,点N所表示数为:;
(3)解:点Q的起始位置所表示数为:;
在运动过程中:点P所表示数为:,
①当,即时,点Q第一次由B向C运动,
点Q所表示数为:,,
解得(舍去)或(舍去);
②当,即时,点Q第一次由C向B运动,
点Q所表示数为:,即:,解得或;
③当,即时,点Q第二次由B向C运动,
点Q所表示数为:,,解得(舍去)或(舍去),
综上所述:t的值为或15.
例2.(24-25七年级上·吉林长春·期末)如图,数轴上有两条线段和(点A在点B的左侧,点C在点D的左侧),线段的长度为6个单位长度,线段的长度为4个单位长度,点B、D在数轴上表示的数分别是和14.线段同时从图中位置出发,线段以每秒2个单位长度的速度向右匀速运动,线段以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,运动时间为t秒.(整个运动过程中,线段和保持长度不变)
(1)在运动过程中,点B表示的数是______,点C表示的数是______.(用含t的代数式表示)
(2)当运动开始后,______秒时,线段与线段开始有重叠部分:______秒后,线段与线段不再有重叠部分.(3)当点C在线段AB上,且时,求t的值.(4)当点B与C相遇时,线段立即以初始速度的2倍向左匀速运动;当点B与点D相遇时,线段的速度变为初始速度的继续向左匀速运动.在整个运动过程中,线段的运动速度和方向保持不变,直接写出当时t的值.
【答案】(1),(2)5,.(3)(4)或.
【详解】(1)解:由题意可得:在运动过程中,点B表示的数是,
∵点D在数轴上表示的数是14,线段的长度为4个单位长度,
∴点C表示,∴在运动过程中,点C表示的数是.故答案为:,.
(2)解:∵线段的长度为6个单位长度,线段的长度为4个单位长度,点B、D在数轴上表示的数分别是和14,∴点A表示,点C表示,∴在运动过程中,点A表示的数是,点B表示的数是,点C表示的数是,点D表示的数是,
∵当点C和点B表示的数相同时,开始重叠,∴,解得:,
∴当时,线段与线段开始有重叠部分;
∵点D和点A表示的数相同时,开始不再有重叠部分;∴,解得:,
∴当时,线段与线段开始不再有重叠部分.故答案为:5,.
(3)解:∵在运动过程中,点A表示的数是,点B表示的数是,点C表示的数是,点D表示的数是,点C在线段上,∴,,
∵,∴,解得:,∴当点C在线段上,且时,t的值为.
(4)解:∵当点C和点B相遇时,即点C和点B表示的数相同时,∴,解得:,
∵当点B与点D相遇时,即点D和点B表示的数相同时,
∴,解得:,此后点C的运动每秒个单位长度向左运动,
∴当点C和点B相遇后,时点C表示的数为5,以后点C表示的数为;
当点C在点A的右侧时,,
∵,∴,解得:或不合题意舍弃;
当点B与点D相遇后,点C表示的数为
当点C在点A的右侧时,,
∵,∴,解得:符合题意或不合题意舍弃;
综上,当时,或.
例3.(24-25七年级上·广东珠海·期中)如图,在数轴上有两个长方形和,这两个长方形的宽都是个单位长度,长方形的长是个单位长度,长方形的长是个单位长度,点在数轴上表示的数是5.且、两点之间的距离为个单位长度,点O是原点.
(1)填空:点H在数轴上表示的数是________;点A在数轴上表示的数是________;
(2)若线段的中点为,线段上一点,,点以每秒4个单位的速度向右匀速运动,点以每秒3个单位长度的速度同时向左匀速运动,设运动时间为秒,当时,求t;
(3)若长方形以每秒4个单位的速度向右匀速运动,长方形以每秒2个单位的速度向右匀速运动,当两个长方形重叠部分的面积为6时,请直接写出长方形运动的时间.
【答案】(1),(2)或;(3)长方形的运动的时间为8秒或11秒.
【详解】(1)解:由题意知,,则点H对应的有理数为:;
由于点在数轴上表示的数是5.且E、D两点之间的距离为个单位长度,,
则,所以点A表示的数为:,故答案为:,;
(2)解:因,,则点M、N对应的数为、,
由题意知,它们运动秒后M、N点对应的数分别为:、,
由题意得,解得或;
(3)解:设长方形运动的时间为秒,当运动到如图时,,重叠部分面积为;
长方形运动秒后D、E点对应的数分别为:、,
∵,解得;
当运动到如图时,,重叠部分面积为;
长方形运动秒后A、H点对应的数分别为:、,
∵,解得;综上,长方形的运动的时间为8秒或11秒.
1.(24-25七年级上·河南·期中)已知数轴上点表示的数为,点表示的数为,且、满足,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左匀速运动,设运动时间为秒.若点、同时出发,当、两点相距个单位长度时,的值为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【详解】解:,,,解得:,,
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左匀速运动,设运动时间为秒,表示的数是,表示的数是,
根据题意可得:,即:,解得:或,故选:.
2.(24-25七年级上·福建福州·期末)对于数轴上的三点,给出如下定义:若点P在线段上,且点P与A,B两点的距离恰好满足2倍关系时,即或,则称点P是A,B两点的“2倍点”.如图,若点A以每秒1个单位长度的速度从表示数的点向右运动,点B以每秒4个单位长度的速度从表示数4的点向右运动,若点P以每秒3个单位长度的速度从表示数5的点向左运动,三个点同时出发,设出发t秒后,若点P恰好是点A,B的“2倍点”,则t的值是( )
A.2 B.1 C.2或 D.或1
【答案】D
【详解】解:当运动时间为秒时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
根据题意得:或,解得:或,
的值为或1.故选:D.
3.(24-25七年级上·福建泉州·期末)如图,点为原点,、为数轴上两点,,且,点从点开始以每秒4个单位的速度向右运动,当点开始运动时,点、分别以每秒6个单位和每秒3个单位的速度同时向右运动,设运动时间为秒,若的值在某段时间内不随着的变化而变化,则的值为( )
A.4 B.16 C.4或16 D.8或16
【答案】D
【详解】解:,且,点、表示的数分别为,10,根据题意得,,,
长分两种情况:①当时,,,
要使的值在某段时间内不随着的变化而变化,则,即,
②当时,,,
要使的值在某段时间内不随着的变化而变化,则,即,故答案为:D.
4.(2024七年级上·浙江·专题练习)已知,如图A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为,B点对应的数为90.
(1)与A、B两点距离相等的M点对应的数是 ;
(2)现在有一只电子蚂蚁P从B点出发时,以5个单位/秒的速度向左运动,同时另一只电子蚂蚁Q恰好从A点出发,以3个单位/秒的速度向右运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的C点相遇,则C点对应的数是 ;
【答案】 40
【详解】解:(1)M点对应的数是:;故答案为:40;
(2)A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为,B点对应的数为90,,
设t秒后P、Q相遇,,解得,
此时点P走过的路程为,此时C点表示的数为.
即:C点对应的数是.故答案为:.
5.(2024七年级上·浙江·专题练习)已知有理数a,b满足∶ .如图,在数轴上,点O是原点,点A所对应的数是a,线段在直线上运动(点B在点C的左侧),且,下列结论:
①,;②当点B与点O重合时,;
③当点C与点A重合时, 若点P是线段延长线上的点, 则;
④在线段运动过程中,若M为线段的中点,N 为线段的中点,则线段的长度不变. 其中正确的有 个.
【答案】3
【详解】解:∵,∴,,∴,,故①正确;
∴,当点B与点O重合时,点B在点C的左侧,
∴C对应的数是2,∴,故②错误;
当点C与点A重合时,点C对应的数是4,点B对应的数是2,设点P对应的数是x,
则,,,∴,故③正确;
设B表示的数为,则C表示的数为, ∵M为线段的中点,∴M表示的数为,
∵N为线段的中点,A表示的数是4,∴N表示的数为
∴,故④正确,∴正确的是①③④,有3个.故答案为:3.
6.(23-24七年级上·浙江·期末)如图1所示,一个点从数轴上的原点开始,先向右移动3个单位长度,再向左移动5个单位长度,可以发现终点表示的数是,已知点A,B是数轴上的点,请参照图并思考,完成下列各题.
(1)如果点A表示数,将点A向右移动7个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 ;
(2)如果点A表示数5,将点A向左移动9个单位长度,再向右移动11个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离为 ;
(3)一般地,如果A点表示的数为m,将A点向右移动n个单位长度,再向左移动p个单位长度,那么,请你猜想终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 .
(4)如图2,在数轴上从左到右边依次有A,B,C三点,点A与点B之间的距离为3,点B与点C之间的距离为5,如果P,Q两点同时出发,点P以每秒钟2个单位长度的速度从点A向右运动,点Q以每秒钟4个单位长度从点C向左运动,经过 秒后,点P与点B的距离和点Q与点B的距离相等.
【答案】(1) 3 7(2) 7 2(3) /(4)或4
【详解】(1)解: 点A表示数,点A向右移动7个单位长度,终点B表示的数是.
A,B两点间的距离是.故答案为:3;7.
(2)解:点A表示数5,将A点向左移动9个单位长度,再向右移动11个单位长度.
终点B表示的数是,A,B两点间的距离.故答案为:7;2.
(3)解:点A表示数m,将A点向右移动n个单位长度,再向左移动p个单位长度,
那么终点B表示的数是, A、B两点间的距离是;故答案为:,.
(4)解:如图,,,.令B对应的数为0,A对应的数为3,C对应的数为5.
由题意,设t秒后点P与点B的距离和点Q与点B的距离相等,
①当Q在B右侧时,t秒后,,,.(秒).
②当Q在B左侧时,t秒后,,,
.(秒).故答案为:或4.
7.(24-25七年级上·浙江温州·期中)如图,数轴上点为,点为,点是数轴上的一个动点.
(1)若点到的距离为,点到的距离为.①当时,求点所表示的数.②当时,求点所表示的数.(2)如图,数轴上动点在动点右侧,并且始终与动点保持个单位长度的距离,四个点中,记其中两个点的距离为,剩余两个点的距离为,当,在点之间运动时,若,求点所表示的数.
【答案】(1)①;②点所表示的数为或;(2)点所表示的数为或或或
【详解】(1)解:①,
当时,点是的中点,点所表示的数.
②当时,若在左侧,,点所表示的数
若在之间,,点所表示的数点所表示的数为或.
(2)解:,,点所表示的数
,,点所表示的数
,,点所表示的数
,,点所表示的数
点所表示的数为或或或.
8.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)如图,已知数轴上有A,B,C三点,它们表示的数分别是,,4. 点A到点C的距离可以用表示,且.
(1)应用: , ;(2)拓展:若点A沿数轴向右以每秒3个单位长度的速度运动,则t秒时点A表示的数是 ,此时, (用含t的式子表示);(3)探究:若点C以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时,点A和点B分别以每秒3个单位长度和8个单位长度的速度向左运动,则的值是否随着时间t的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,求出的值.
【答案】(1)6;10(2);或;(3)当时的值随着时间t的变化而改变;当时,的值不随着时间t的变化而改变,.
【详解】(1)解:,,故答案为:6;10;
(2)解:t秒时点A表示的数是,此时或,
故答案为:;或;
(3)解:t秒时点A表示的数是,点B表示的数是,点C表示的数是,
当点A与点B重合时,,解得,
当时,,,
∴,此时的值随着时间t的变化而改变;
当时,,,
∴,此时的值不随着时间t的变化而改变,
综上,当时的值随着时间t的变化而改变;当时,的值不随着时间t的变化而改变,.
9.(24-25七年级上·浙江杭州·阶段练习)在数轴上有理数对应的点为点,有理数对应的点为点,,两点之间的距离表示为,记为.
(1)如图,点在数轴上所对应的数为,,则点对应的数为________.
(2)在(1)的条件下,若点在的右侧,同时点以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右运动,当点运动到所在的点时,求,两点间的距离.
(3)在(2)的条件下,若点运动到后静止不动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,求经过多长时间,.
【答案】(1)2或(2)10(3)8或12
【详解】(1)设点B对应的数是b,
因为,所以,解得或.故答案为:2或;
(2)由(1)知点B对应的数是2,点A运动了(单位长度),
∴(秒),∴点B向左运动了(单位长度),
则点B运动到了点,所以A,B之间的距离是;
(3)因为,解得或,,所以经过8秒或12秒.
10.(24-25七年级上·浙江·期中)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.
【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.
11.(24-25七年级上·浙江绍兴·期末)如图,已知数轴上两点对应的数分别为和,两点对应的数互为相反数.
(1)求的长;(2)若点从点出发,以每秒1个单位长度的速度向终点运动.同时点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向点运动,当点到达点后立即返回,仍然以每秒2个单位长度的速度运动至点停止,设运动时间为(秒).①问为何值时,为的中点?②当时,求的值.
【答案】(1)18(2)①2或②4或8或12
【详解】(1)解:∵,两点对应的数分别为和,,两点对应的数互为相反数,
∴点对应的数为,∴;
(2)解:设点对应的数为,点对应的数为,
则:,,
①当时,,即:,解得:,
当时,,即:,解得:,
综上所述,的值为2或;
②当时,∵,∴,解得:或,
当时,∵,∴,解得:或(舍),
综上所述,的值为4或8或12.
12.(24-25七年级上·浙江宁波·期末)七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究宁波地铁的运行.
素材1
宁波轨道交通1号线是宁波第1条建成运营的地铁线路,极大地便利了市民的日常出行.为了研究方便,地铁运行过程中速度看成恒定,每相邻两站的间距都可近似看成相等,且每相邻两站之间地铁的运行时间都为2分钟,每站停靠时间30秒.如图1是1号线部分线路图:
素材2
小明觉得可以用数轴上的动点来刻画地铁的运行过程,他以东门口站为原点,建立了如下图2的数轴.其中数字1代表江厦桥东站,数字2代表舟孟北路站,以此类推. 数轴上的动点P可以用来刻画运动的地铁,动点P每次运动到一个整数点时,都需要暂停30秒,代表地铁到站停靠.
问题解决
探究1
图2中数字5代表______站.
探究2
如图2,动点P从原点出发,运动t分钟到数字3和数字4之间时(不含数字3和数字4),求点P在数轴上表示的数(用含t的代数式表示).
探究3
如图3,A从江厦桥东站上车,往东环南路方向乘坐地铁,同时B从福庆北路站上车,往东门口方向坐地铁.若两辆地铁恰好同时从江厦桥东和福庆北路出发,则出发多久后两人在数轴上刚好相距2.5个单位长度.
【答案】探究1:世纪大道;探究2:;探究3:出发4分钟或分钟后两人相距个单位长度
【详解】解:(1)∵以东门口站为原点,∴图2中数字5代表世纪大道站.
(2)点在数轴上表示的数为.
(3)设A运动分钟后在数轴上表示的数为,
①当两辆地铁相遇前相距个单位长度时,,则(分钟);
②当两辆地铁相遇后相距个单位长度时,
则(分钟).
综上所述,出发4分钟或分钟后两人相距个单位长度.
13.(24-25七年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,数轴上,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,在点和点处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点和点在数轴上相距个长度单位,动点从点出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点从点出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线和射线上的运动速度相同均为个单位/秒,“上坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的倍.设运动的时间为秒,问:
(1)动点从点运动至点需要时间为________秒;
(2)、两点到原点的距离相同时,求出动点在数轴上所对应的数.
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)解:根据题意知:个单位,个单位,个单位,∴“水平路线”速度是个单位/秒,从到速度变为“水平路线”速度的一半,
∴动点从点运动至点需要的时间为秒,故答案为:;
(2)解:设运动时间为秒,
①当,即在上,在上,由、两点到原点的距离相同得方程无解,不符合题意;
②当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,
∴,解得,此时已不在上,不符合题意,这种情况不存在;
③当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,∴,解得或,∴表示的数是或;
④当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,
∴,解得不合题意,舍去,
⑤当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,∴,此方程无解,不符合题意;
综上所述,、两点到原点的距离相同时,动点在数轴上所对应的数是或.
14.(24-25七年级上·安徽亳州·期中)已知式子是关于的二次多项式,且二次项系数为,数轴上,两点所对应的数分别是和.
(1)则_______,________;,两点之间的距离为_______;
(2)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第几次时,点到达点;(3)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第次时,求点所对应的有理数.
【答案】(1),,;(2)当运动到第次时,点到达点;(3)第次运动点对应的数为.
【详解】(1)解:∵是关于的二次多项式,且二次项系数为,
∴,,∴,∴,两点之间的距离为,故答案为:,,;
(2)解:第次运动点对应的数为;第次运动点对应的数为;
第次运动点对应的数为;第次运动点对应的数为;
第次运动点对应的数为;第次运动点对应的数为;,
∴当第次运动时,点对应的数为,且奇数次逐项递减,偶数次逐项递增,
∵点在点A的右边,则点P需要经过偶数次运动,又点B对应的数为,
∴,∴,∴;∴当运动到第次时,点到达点;
(3)解:由()中的规律点对应的数为,且奇数次逐项递减,偶数次逐项递增,
∴第次运动点对应的数为.
15.(23-24七年级上·湖北随州·期中)已知,其中分别为点、点在数轴上表示的数,如图所示. 动点分别从同时开始运动,点以每秒6个单位向左运动,点以每秒2个单位向右运动,设运动时间为秒.(1)直接写出的值;
(2)请用含的代数式表示点在数轴上对应的数为:___________,点在数轴上对应的数为___________.
(3)当相遇后,点继续保持向左运动,点在原地停留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,当之间的距离为2个单位时,求运动时间的值(需写出必要的解答过程).
【答案】(1)(2),(3)秒或秒或秒或秒
【详解】(1)解:,,,解得:;
(2)解:由(1)可得:,点表示的数为12,点表示的数为,
动点分别从同时开始运动,点以每秒6个单位向左运动,点以每秒2个单位向右运动,设运动时间为秒,
点在数轴上对应的数为:;点在数轴上对应的数为:,故答案为:,;
(3)解:设当之间的距离为2个单位时,运动时间为秒,
相遇前:,解得:
相遇后:相遇的时间为:(秒),
相遇点为,点在原地停留4秒时,,解得:;
由题意得:当相遇后,点在数轴上对应的数为:,点在数轴上对应的数为:,
当在左侧时,,解得:,
当在右侧时,,解得:,
故当之间的距离为2个单位时,运动时间为秒或秒或秒或秒.
16.(23-24七年级上·陕西西安·阶段练习)如图,数轴上线段(单位长度),(单位长度),点A在数轴上表示的数是,点C在数轴上表示的数是14.
(1)若点P是数轴上一动点,当动点P到点A的距离与到点D的距离之和等于34时,则点P对应的数是 ;
(2)若点M从点A出发向右运动,速度为2个单位长度/秒,点N从点D出发向左运动,速度为4个单位长度/秒,点P从原点出发,速度为3个单位长度/秒.点M,N和P三点同时运动,点P先向右运动,遇到点N立即掉头向左运动,遇到点M再立即掉头向右运动,如此往返,当M,N两点相距12个单位长度时,点P立即停止运动,此时点P移动的路程为 个单位长度;
(3)若线段以3个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时线段以1个单位长度/秒的速度向左匀速运动.点P是线段上一点,当B点运动到线段上时,是否存在关系式,若存在,求线段的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或20(2)9(3)存在,6或
【详解】(1)解:设点P对应的数为x,
当P在A、D两点之间时,,不存在满足条件的P点,
当点P在点A的左侧时,,解得;
当点P在点A的右侧时,,解得.故答案为:或20.
(2)设运动t秒时,M,N两点相距12个单位长度,
此时点M所对应的数为:,点N所对应的数为:.
当点M和点N相遇前,则,解得,
又因为点P的速度为3单位每秒,所以点P移动的路程为:个单位长度.
当点M和点N相遇后,因为点N速度比点P速度快,所以此种情况不存在.故答案为:9.
(3)设运动的时间为a秒,因为点B运动到线段上,则,解得,
,解得,则.
设点P所对应的数为m,由点P是线段上一点得,.
则,,
或.
当时,,整理得,
又∵,∴.
当时,同理可求得,
又因为,所以.故线段的长为:6或.
17.(2024·浙江·七年级专题练习)已知数轴上两点A、B对应的数分别为、1,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.(1)若点P到点A,点B的距离相等,求点P对应的数.(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A、点B的距离之和为6?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由.(3)点A、点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6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,求当点A与点B重合时,点P所经过的总路程是多少?
【答案】(1)(2)存在,x的值为2或(3)24
【详解】(1)解:∵A、B两点之间的距离为,P到A、B两点的距离相等,
∴,∴点P对应的数为;
(2)解:①当P在AB之间时,.
②当P在A点左侧时,,解得:;
③当P在B点右侧时,,解得:,
故当点P对应数x的值为2或时,点P到A、B两点距离之和为6;
(3)解:设经过x分钟点A与点B重合,由题意可得,点P运动的时间即为点A追上点B的时间,
∴,解得,∴,
故当点A与点B重合时,点P所经过的总路程是24.
18.(24-25七年级上·重庆·期末)如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为、40,在A、B两点处各放一个挡板,M、N两个电子小球同时从原点出发,M以2个单位/秒的速度向数轴负方向运动,N以4个单位/秒的速度向数轴正方向运动,碰到挡板后则反方向运动,速度大小不变,当两小球第一次相遇时都停止运动.设两个小球运动的时间为t,那么:
(1)当时,M在数轴上对应的数可以表示为 ;
(2)小杨同学发现:当时,始终为定值.小杨的发现是否正确?若正确,请求出这个定值;若不正确,请说明理由.(3)在整个运动过程中,t为何值时M、N两个小球间的距离为6?请直接写出答案.
【答案】(1)(2)为定值,定值为60,理由见解析(3)或时,两个小球间距离为6
【详解】(1)M、N碰到挡板所需时间均为,
∴时M未碰到挡板运动距离为,又M向负轴运动,则M对应数轴上的数为,故答案为.
(2)时,设O点在数轴上对应的数为0,
则,,
故为定值,定值为60.
(3)时,,令,则;
时,;
令,则.
故或时,两个小球间距离为6.
19.(2024·河南洛阳·七年级期末)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
【解析】(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.
20.(23-24七年级上·陕西渭南·期中)已知数轴上A,B,C三点对应的数分别为、3、5,点P为数轴上任意一点,其对应的数为x.点A与点P之间的距离表示为,点B与点P之间的距离表示为.
(1)若,求x的值;(2)若,求x的值;(3)若点P从点C出发,以每秒3个单位的速度向右运动,点A以每秒1个单位的速度向左运动,点B以每秒2个单位的速度向右运动,三点同时出发.设运动时间为t秒,试判断:的值是否发生变化?若不变化,求出这个定值,若变化,请说明理由.
【答案】(1)(2)或(3)的值不会随着t的变化而变化,定值是2
【详解】(1)解:∵,∴在之间,则,,
∴,解得,,∴x的值为1.
(2)解:由题意知,,
∵,∴,即,或,解得或.
(3)解:的值不会随着t的变化而变化;
由题意知,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
∴,,
∴,∴的值不会随着t的变化而变化,定值是2.
21.(24-25七年级上·浙江·期中)阅读材料并回答问题:
对于数轴上的三个点,若其中一个点与其他两个点的距离之间恰好满足倍的数量关系,则称该点是其他两个点的“关联点”.例如:如图,数轴上点,,表示的数分别为,,,点与点的距离是,点与点的距离是,此时点是点,的“关联点”.
(1)若点表示,点表示.,,,对应的点分别是,,,,则其中哪几个点是点,的“关联点”?(2)点表示的数是,点表示的数是,为数轴上一个动点.若点在点的左侧,且点是点,的“关联点”,则点表示的数是____________.
【答案】(1),;(2)或或.
【详解】(1)解:∵,,∴不是点,的“关联点”,
∵,,∴,∴是点,的“关联点”,
∵,,∴∴是点,的“关联点”,
∵,,∴不是点,的“关联点”,
综上可知:,是点,的“关联点”;
(2)设表示的数为,则由题意得,∴,,
∵点是点,的“关联点”,∴当时,即,
则或,解得:或;
当时,即,则或,
解得:或(不合题意,舍去);
综上可知:点表示的数是或或,故答案为:或或.
22.(24-25七年级上·湖南湘潭·期末)如图1,点C在线段上,图中共有3条线段:,和,若其中有一条线段的长度是另一条线段长度的两倍,则称点C是线段的“巧点”.
(1)一条线段的中点______这条线段的“巧点”;(填“是“或“不是”)
(2)如图2,数轴上A、B两点分别对应数a、b,且a、b满足关系式.
①若C是线段的“巧点”,则C点表示的数是多少?
②动点P从点A出发,以每秒的速度沿向终点B匀速移动.点Q从点B出发,以每秒的速度沿向终点A匀速移动,点P,Q同时出发,当其中一点到达终点时两动点同时运动停止,若设移动的时间为t秒,求当t为何值时,点Q恰好是线段的“巧点”.
【答案】(1)是(2)①或或②或或
【详解】(1)解:如图,若点是中点,则有成立,满足“巧点”定义,
一条线段的中点是这条线段的“巧点”,故答案为:是;
(2)解:①,,,解得:,,
若C是线段的“巧点”,则分三种情况讨论:
)当时,此时,点表示的数是:;
)当时,此时,点表示的数是:;
)当时,此时,点表示的数是:;
综上,点表示的数是或或,答:点表示的数是或或;
②如图,
当移动的时间为t秒时,点表示的数为,点表示的数为,
当点Q恰好是线段的“巧点”时,分三种情况讨论:
)当时,,解得:;
)当时,,解得:;
)当时,,解得:;
综上,当或或时,点Q恰好是线段的“巧点”.
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