内容正文:
专题02 数轴上的动点
目录
典例详解
类型一、数轴上单动点的分类讨论问题
类型二、数轴上单动点的规律探究问题
类型三、数轴上动点中的定值问题
类型四、数轴上双动点的恒速问题
类型五、数轴上双动点的变速问题
类型六、数轴上动点中新定义问题
压轴专练
类型一、数轴上单动点的分类讨论问题
处理方式:
解决数轴上单动点的分类讨论问题,先确定动点初始位置和运动方向、速度等条件,以题目关键节点(如特定点、距离关系等)为依据,分动点在已知点左侧、右侧或重合等情况进行讨论,结合数轴上两点间距离公式列出方程求解,最后检验所得结果是否符合实际情境和题目要求。
【例1】如图,数轴上点A,B表示的数分别是,10,C是线段上的一个动点,以C为圆心,为半径画弧交数轴于点D.若,则点C表示的数是 .
【例2】如图,在数轴上,点表示的数是20,点表示的数为60,点是数轴上的动点.点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,求点表示的是哪个数.
【变式1-1】如图,点A对应的数为,点B对应的数为3,点C对应的数为5,规定:点A与点B之间的距离表示为.例如:,.已知点P为数轴上的动点,其对应的数为x,请解答下列问题:
(1)填空:______;
(2)当时,求的值.
【变式1-2】如图所示,点是数轴的原点,数轴上的点对应的数是,点对应的数是9.点为数轴上的一动点,其对应的数为.用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离.
(1)求的值;
(2)若,求的值.
【变式1-3】如图A、B两点之间相距4个单位长度,B、C两点之间相距6个单位长度,现有一动点P从点A开始沿数轴的正方向运动到达点C停止,点P到A、B、C三点的距离之和的最大值为m,最小值为n.则的值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
类型二、数轴上单动点的规律探究问题
【例3】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次跳动到的中点处,第2次从点跳动到的中点处,第3次从点跳动到的中点处,按照这样的规律继续跳动到点,,,…,(,n是整数)处,问经过这样2023次跳动后的点与的中点的距离是 .
【例4】一只小球落在数轴上的某点,第一次从向左跳个单位到,第二次从向右跳2个单位到,第三次从向左跳3个单位到,第四次从向右跳4个单位到若按以上规律跳了100次时,它落在数轴上的点所表示的数恰好是2024,则这只小球的初始位置点所表示的数是 .
【变式2-1】在数轴上,点O表示原点,现将点从O点开始沿数轴如下移动,第一次点向左移动1个单位长度到达点,第二次将点向右移动2个单位长度到达点,第三次将点向左移动3个单位长度到达点,第四次将点向右移动4个单位长度到达点,按照这种移动规律移动下去,第n次移动到点,当时,这时点与原点的距离是 个单位.
【变式2-2】在数轴上,表示的点开始移动,第1次先从点向左移动1个单位至点,第2次从向右移动2个单位至点;第3次从点向左移动3个单位至点,第4次从点向右移动4个单位至点;按此规律移动,则点在数轴上表示的数是 .
类型三、数轴上动点中的定值问题
处理方式:
解决数轴上动点中的定值问题,先设出动点的运动时间或位置参数,根据动点运动规则和数轴上两点间距离公式,用含参数的式子表示出相关线段长度或数量关系,再对式子进行化简、合并同类项,通过分析参数的系数是否为零,消去含参数的项,从而确定定值,最后检验结论是否符合题意 。
【例5】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.
【例6】如图,数轴上点、分别对应数、,其中,.
(1)当,时,线段的中点对应的数是_________.
(2)若该数轴上另有一点对应着数.
①当,,且时,求代数式的值;
②.且时,小明通过演算发现代数式是一个定值,老师点评:小明同学的演算发现还不完整!请你通过演算解释为什么“小明的演算发现”是不完整的?
【变式3-1】如图,线段和在数轴上运动,开始时,点与原点重合,且.
(1)若,且为线段的中点,求点在数轴上表示的数.
(2)在(1)的条件下,线段和同时开始向右运动,线段的速度为个单位/秒,线段的速度为个单位/秒,经过秒恰好有,求的值.
(3)若线段和同时开始向左运动,且线段的速度大于线段的速度,在点和之间有一点(不与点重合),且有,此时线段为定值吗?若是,请求出这个定值,若不是,请说明理由.
【变式3-2】已知数轴上有ABC三点,分别表示有理数﹣12,﹣5,5,动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,设移动时间为t秒,其中PA表示点P到A的距离,PB表示点P与点B的距离,PC表示P到点C的距离.
(1)当t<7时,用含t的代数式分别表示PA,PB,PC;
(2)当P运动到点B与点C之间时,①PA+PB是定值,②PC+PB是定值这两个说法中有一个说法是正确的,请指出哪个说法是正确的,并说明理由.
【变式3-3】A,B两点在数轴上如图所示,其中O为原点,点A对应的有理数为a,点B对应的有理数为b,且点A距离原点6个单位长度,a.b满足b﹣|a|=2.
(1)a= ;b= ;
(2)动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右运动,设运动时间为t秒(t>0)
①当PO=2PB时,求点P的运动时间t:②当PB=6时,求t的值:
(3)当点P运动到线段OB上时,分别取AP和OB的中点E、F,则的值是否为一个定值?如果是,求出定值,如果不是,说明理由.
类型四、数轴上双动点的恒速问题
【例7】已知,如图所示,是数轴上的两个点,点A所表示的数为,点B表示的数为7,动点P以每秒4个单位长度的速度从点B向左运动,同时,动点Q以每秒2个单位长度的速度从点A向右运动,则当点P运动到点A时,动点Q所表示的数为 .
【例8】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.
【变式4-1】如图所示的数轴上,点表示的数为,点表示的数为10.若一动点从点以每秒1个单位长度沿数轴向右匀速运动,同时动点从点出发,以每秒4个单位长度沿数轴向左匀速运动,设运动的时间为秒,当两点之间的距离为5个单位长度时,的值为( )
A.1 B.3或5 C.3 D.1或5
【变式4-2】如图,点、在数轴上表示的数分别是,1,点在点的右侧,且、两点间的距离为4.
(1)点表示的数为______;
(2)动点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,设运动的时间为t秒.
①当为何值时,、两点相遇?
②当点表示的数为2时,求、两点间的距离.
【变式4-3】已知如图,数轴上点A表示的数为6,B是数轴上在A左侧的一点,且A,B两点间的距离为10.动点P从点A出发,以每秒4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B表示的数是___________;当点P运动到的中点时,它所表示的数是__________.
(2)动点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点P,Q同时出发.求:
①当点P追上点Q时,点P所表示的数是多少?
②当点P运动多少秒时,点P与点Q间的距离为8个单位长度?
类型五、数轴上双动点的变速问题
【例9】已知点O是数轴的原点,点A、B、C在数轴上对应的数分别是﹣12、b、c,且b、c满足(b﹣9)2+|c﹣15|=0,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,运动时间为 秒时,P、Q两点到点B的距离相等.
【例10】已知三点在数轴上所对应的数分别为且满足.动点从点出发,以2单位/秒的速度向右运动,同时,动点从点出发,以1单位秒的速度向左运动,线段为“变速区”,规则为: 从点运动到点期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,从点运动到点期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速.当点到达点时,两点都停止运动.设运动的时间为秒.
(1) ______,______,______;
(2)①动点从点运动至点时,求的值;
②两点相遇时,求相遇点在数轴上所对应的数;
(3)若点为线段中点,当________秒时,.
【变式5-1】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.
【变式5-2】已知数轴上的点,,,所表示的数分别是,,,,且.
(1)求,,,的值;
(2)点,沿数轴同时出发相向匀速运动,秒后两点相遇,点的速度为每秒4个单位长度,求点的运动速度;
(3),两点以(2)中的速度从起始位置同时出发,向数轴正方向运动,与此同时,点以每秒1个单位长度的速度向数轴正方向开始运动,在秒时有,求的值;
(4),两点以(2)中的速度从起始位置同时出发相向匀速运动,当点运动到点起始位置时,迅速以原来速度的2倍返回;到达出发点后,保持改后的速度又折返向点起始位置方向运动;当点运动到点起始位置时马上停止运动.当点停止运动时,点也停止运动.在此运动过程中,,两点相遇,求点,相遇时在数轴上对应的数(请直接写出答案).
类型六、数轴上动点中新定义问题
【例11】数轴上有A,B,C 三点,给出如下定义:若其中一个点与其它两个点的距离恰好满足2倍的数量关系,则称该点是其它两个点的“关联点”.
例:如图1所示,数轴上点A,B,C 所表示的数分别为1,3,4,因为,所以称点B 是点A,C的“关联点”.
图1
(1)如图2所示,点A表示数,点B 表示数1,下列各数2,4,6所对应的点分别是C1,C2,C3其中是点A,B 的“关联点”的是 ;
图2
(2)如图3所示,点A 表示数,点B 表示数15,P 为数轴上一个动点:
①若点P 在点B 的左侧,且P 是点A,B 的“关联点”,求此时点P 表示的数;
②若点P 在点B 的右侧,点P,A,B 中,有一个点恰好是其它两个点的“关联点”, 请求出此时点P 表示的数.
图3
【例12】数轴上有A,,三个不同的点,给出如下定义:若其中一个点到其他两个点之间的距离相等时,则称该点是其他两个点的“中点”,这三个点为“中点关联点”.例如在图中的数轴上,点A,,所表示的数分别为1,3,5,此时点是点A,的“中点”.
(1)若点A表示数,点表示数1,当点是点A与点的“中点”时,求点表示的数;
(2)点A表示数,点表示数15,点为数轴上一个动点,若点A,,是“中点关联点”,求此时点表示的数.
【变式6-1】在数轴上有,两点,点表示的数为.对点给出如下定义:当时,将点向右移动3个单位长度,得到点;当时,将点向左移动个单位长度,得到点.称点为点关于点的“联动点”.如图,点表示的数为.
(1)在图中画出当时,点关于点的“联动点”;
(2)点从数轴上表示的位置出发,以每秒1个单位的速度向右运动.点从数轴上表示5的位置同时出发,以相同的速度向左运动,两个点运动的时间为秒.
①点表示的数为__________(用含的式子表示);
②是否存在,使得此时点关于点的“联动点”佮好与原点重合?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【变式6-2】定义:A,B,C为数轴上三点,当点C在线段上时,若点C到点A的距离是点C到点B的距离2倍,我们称点C是的美好点.例如:如图①,点A表示数-1,点B表示数2,点C表示数1,点D表示数0.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,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表示数-7,点N表示数2.
(1)①求的美好点表示的数为__________.
②求的美好点表示的数为_____________.
(2)数轴上有一个动点P从点M出发,沿数轴以每秒2个单位长度的速度向右运动.设点P运动的时间为t秒,当点P,M和N中恰有一个点为其余两点的美好点时,求t的值.
1.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.
2.已知数轴上、两点对应的数分别为、,为数轴上一动点,对应的数为,若点到、距离的比为,则点表示的数为 .
3.已知,A、在数轴上对应的数分别用、表示,且,是数轴上的一个动点.动点从原点开始第一次向右移动1个单位长度,第二次向左移动3个单位长度,第三次向右移动5个单位长度,第四次向左移动7个单位长度,.点在移动过程中,第 次移动与点A重合.
4.如图,数轴上点和点表示的数分别是和,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度向左匀速移动,动点同时从点出发,以每秒个单位长度的速度向左匀速移动.设移动时间为秒,当动点到点的距离等于动点到点的距离时,的值为 .
5.如图,在数轴上,点O表示原点,点A、B、C在数轴上对应的数分别是a、b、c,点B为中点,且a,c满.
(1) ______, ______, ______;
(2)点P从点A出发,以2个单位每秒的速度沿数轴向右匀速运动,点Q从点C出发,以1个单位每秒的速度沿数轴向左匀速运动,两点同时出发,当点P运动到点C时,点P,Q停止运动.设运动时间为t秒,当时,求t的值;
(3)若动点M从点A出发.以每秒4个单位长度的速度沿数轴的正方向匀速运动至点B,再以每秒1个单位长度的速度沿数轴的正方向匀速运动;同时,动点N从点C出发以每秒2个单位长度沿着数轴的负方向匀速运动至点O,到达O点后点N按原速度立即返回点C,当点N运动到点C时,点M,N停止运动,设运动时间为k秒,当,求k的值.
6.如图,在数轴上,一只蚂蚁从原点出发,它先向右爬了4个单位长度到达点A,再向右爬了2个单位长度到达点B,然后又向左爬了10个单位长度到达点C.
(1)将A,B,C三点所表示的数在如图所示的数轴上表示出来;
(2)根据点C在数轴上的位置,点C可以看作是蚂蚁从原点出发,向哪个方向爬了几个单位长度所到达的点?
(3)如果移动点A,B,C中的两个点,使得三个点重合,你有几种移动方法?请分别求出移动的长度之和.
7.七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.
8.如图:
(1)在数轴上标出数、、、所对应的点、、、;
(2)、两点间距离=______;、两点间距离=______;、两点间距离______;
(3)设数轴上两点、,点对应的数为、点对应的数为,(点在点的左侧),那么、两点之间的距离______;
(4)若动点、分别从点、同时出发,沿数轴负方向运动;已知点的速度是每秒个单位长度,点的速度是每秒个单位长度,则秒后、两点之间的距离是______.
(5)有理数,在数轴上对应的位置如图所示,试简化:.
9.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.
10.如图,已知点、、是数轴上三点,为原点.点对应的数为,,.
(1)则点对应的数是 ,点对应的数是 ;
(2)动点、分别同时从、出发,分别以每秒个单位和个单位的速度沿数轴正方向运动.在线段上,且,在线段上,且,设运动时间为.
①求点、对应的数(用含的式子表示)
②猜想的长度是否与的大小有关?如果有关请你写出用表示的代数式;如果无关请你求出的长度.
11.已知数轴上点A,B对应的数分别为a,b,且,点P在线段上,点M为数轴上一动点,其对应的数为m.我们规定:点M到点P的距离的最小值为点M到线段的“到达距离”.
(1)如图1,当点M与数轴上原点重合时,
①如果,那么点M到线段的“到达距离”是__________;
②如果点M到线段的“到达距离”是2,那么__________;
(2)当点A对应的数a在之间(包含,3)时,如果点M到线段的“到达距离”始终大于3,直接写出m的取值范围.
12.如图,已知点是数轴上三点,为原点,点表示的数为.
(1)点表示的数为__________,点对应的数为__________.
(2)动点分别同时从点出发,分别以每秒6个单位长度和每秒3个单位的速度沿数轴正方向运动.点为线段的中点,点在线段上,且,若运动时间为秒.请用含的代数式分别表示点、点所表示的数.
13.点A,在数轴上的位置如图所示,点是数轴上的一动点.
(1)若,则点表示的是什么数?
(2)若,且点是的中点,求线段的长.
(3)是否存在点,使的值最小?若存在,则点在数轴上的什么位置?的最小值是多少?
14.如图1,已知线段,点C为线段上的一点,点D、E分别是和的中点.
(1)若,则的长为______;
(2)若,求的长;
(3)动点P,Q分别从A,B两点同时出发,相向而行,点P以每秒3个单位长度沿线段向右匀速运动,Q点以P点速度的两倍,沿线段向左匀速运动,设运动时间为t秒,问当t为多少秒时P,Q之间的距离为6?
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专题02 数轴上的动点
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典例详解
类型一、数轴上单动点的分类讨论问题
类型二、数轴上单动点的规律探究问题
类型三、数轴上动点中的定值问题
类型四、数轴上双动点的恒速问题
类型五、数轴上双动点的变速问题
类型六、数轴上动点中新定义问题
压轴专练
类型一、数轴上单动点的分类讨论问题
处理方式:
解决数轴上单动点的分类讨论问题,先确定动点初始位置和运动方向、速度等条件,以题目关键节点(如特定点、距离关系等)为依据,分动点在已知点左侧、右侧或重合等情况进行讨论,结合数轴上两点间距离公式列出方程求解,最后检验所得结果是否符合实际情境和题目要求。
【例1】如图,数轴上点A,B表示的数分别是,10,C是线段上的一个动点,以C为圆心,为半径画弧交数轴于点D.若,则点C表示的数是 .
【答案】或
【详解】解:数轴上点A,B表示的数分别是,10,
,
由题可知,
,
①当点D在点B左侧时,
,
,
,
则点C表示的数是,
②当点D在点B右侧时,
,
,
,
则点C表示的数是,
综上所述,点C表示的数是或;
故答案为:或.
【例2】如图,在数轴上,点表示的数是20,点表示的数为60,点是数轴上的动点.点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,求点表示的是哪个数.
【答案】35或
【详解】解:在点运动过程中,分两种情况:
①当点运动到点右侧时,
∵,
∴,
此时点表示的数是;
②当点运动到点左侧时,
∵,
∴,
∴,
∴点表示的数是,
综上所述,点表示的数是35或.
【变式1-1】如图,点A对应的数为,点B对应的数为3,点C对应的数为5,规定:点A与点B之间的距离表示为.例如:,.已知点P为数轴上的动点,其对应的数为x,请解答下列问题:
(1)填空:______;
(2)当时,求的值.
【答案】(1)6
(2)6或22
【详解】(1)解:∵点A对应的数为,点C对应的数为5,
∴,
故答案为:6.
(2)解:∵点P为数轴上的动点,其对应的数为x,点C对应的数为5,
∴或,
解得:或,
当时,,
当时,.
综上,当时,的值为6或22.
【变式1-2】如图所示,点是数轴的原点,数轴上的点对应的数是,点对应的数是9.点为数轴上的一动点,其对应的数为.用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离.
(1)求的值;
(2)若,求的值.
【答案】(1)12;
(2)或;
【详解】(1)解:∵M对应的数是,点N对应的数是,
∴,
答:的值是;
(2)解:①当点在、之间时,
∵,
∴,
即,
,
②当点在点右侧时,
∵,
∴,
,
答:x的值是5或.
【变式1-3】如图A、B两点之间相距4个单位长度,B、C两点之间相距6个单位长度,现有一动点P从点A开始沿数轴的正方向运动到达点C停止,点P到A、B、C三点的距离之和的最大值为m,最小值为n.则的值是( )
A.4 B.6 C.8 D.10
【答案】B
【详解】解:点在线段上,
,
;
点在线段上,
,
,
,
综上:
∴最大值为,最小值为,
∴,
故选:B.
类型二、数轴上单动点的规律探究问题
【例3】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次跳动到的中点处,第2次从点跳动到的中点处,第3次从点跳动到的中点处,按照这样的规律继续跳动到点,,,…,(,n是整数)处,问经过这样2023次跳动后的点与的中点的距离是 .
【答案】
【详解】解:由题意可得,
点A1表示的数为,
点A2表示的数为,
点A3表示的数为,
…,
点表示的数为,
∴点表示的数为.
∵的中点表示的数为,
∴2023次跳动后的点与的中点的距离是:.
故答案为:.
【例4】一只小球落在数轴上的某点,第一次从向左跳个单位到,第二次从向右跳2个单位到,第三次从向左跳3个单位到,第四次从向右跳4个单位到若按以上规律跳了100次时,它落在数轴上的点所表示的数恰好是2024,则这只小球的初始位置点所表示的数是 .
【答案】
【详解】解:设初始位置点所表示的数为,
∵一只小球落在数轴上的某点,第一次从向左跳个单位到,第二次从向右跳2个单位到,第三次从向左跳3个单位到,第四次从向右跳4个单位到
∴每跳两次小球相当于向右跳1个单位,
∵跳了100次时,它落在数轴上的点所表示的数恰好是2024,
依题意得,,
解得,,
∴这只小球的初始位置点所表示的数是
故答案为:.
【变式2-1】在数轴上,点O表示原点,现将点从O点开始沿数轴如下移动,第一次点向左移动1个单位长度到达点,第二次将点向右移动2个单位长度到达点,第三次将点向左移动3个单位长度到达点,第四次将点向右移动4个单位长度到达点,按照这种移动规律移动下去,第n次移动到点,当时,这时点与原点的距离是 个单位.
【答案】
【详解】解:观察发现奇数次移动为向左移动,偶数次移动为向右移动;
第一次向左平移一个单位,第二次向右平移两个单位,实际向右平移个单位;
第三次向左平移三个单位,第四次向右平移四个单位,实际向右平移个单位;
即每2次向右平移1个单位;
则第1002次A点距原点距离为:.
即当时,点与原点的距离是个单位.
故答案为:.
【变式2-2】在数轴上,表示的点开始移动,第1次先从点向左移动1个单位至点,第2次从向右移动2个单位至点;第3次从点向左移动3个单位至点,第4次从点向右移动4个单位至点;按此规律移动,则点在数轴上表示的数是 .
【答案】
【详解】解:第次移动个单位,第次左移个单位,
每左移右移各一次后,点右移个单位,
所以表示的数是.
故答案为:.
【点睛】本题考查数轴上点的移动规律,确定每次移动方向和距离的规律,以及相邻两次移动后的实际距离和方向是解答此题的关键.
类型三、数轴上动点中的定值问题
处理方式:
解决数轴上动点中的定值问题,先设出动点的运动时间或位置参数,根据动点运动规则和数轴上两点间距离公式,用含参数的式子表示出相关线段长度或数量关系,再对式子进行化简、合并同类项,通过分析参数的系数是否为零,消去含参数的项,从而确定定值,最后检验结论是否符合题意 。
【例5】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.
【例6】如图,数轴上点、分别对应数、,其中,.
(1)当,时,线段的中点对应的数是_________.
(2)若该数轴上另有一点对应着数.
①当,,且时,求代数式的值;
②.且时,小明通过演算发现代数式是一个定值,老师点评:小明同学的演算发现还不完整!请你通过演算解释为什么“小明的演算发现”是不完整的?
【答案】(1)2
(2)①2021;②见解析
【详解】(1)解:线段的中点对应的数是:,
故答案为:2;
(2)①由m=3,b>3,且AM=2BM,
可得3−a=2(b−3),
整理得:a+2b=9,
所以,a+2b+2012=9+2012=2021;
②当a=−3,且AM=3BM时,需要分两种情形:
Ⅰ:当m<b时,则m−(−3)=3(b−m),
整理得:3b−4m=3;
Ⅱ:当m>b时,则m−(−3)=3(m−b),
整理得:2m−3b=3;
综上,小明的演算发现并不完整.
【点睛】本题考查用数轴上的点表示数,根据数轴上的点表示的数,求两点间的距离和中点所表示的数等,当不知道点所在位置的时候,要注意分情况讨论,避免漏解.
【变式3-1】如图,线段和在数轴上运动,开始时,点与原点重合,且.
(1)若,且为线段的中点,求点在数轴上表示的数.
(2)在(1)的条件下,线段和同时开始向右运动,线段的速度为个单位/秒,线段的速度为个单位/秒,经过秒恰好有,求的值.
(3)若线段和同时开始向左运动,且线段的速度大于线段的速度,在点和之间有一点(不与点重合),且有,此时线段为定值吗?若是,请求出这个定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)在数轴上表示的数为38;(2)t=11或35;(3)BP=1,为定值
【详解】解:(1)∵,AB=8,
∴CD=3×8-2=22,
∵B为线段AC的中点,
∴AC=16,
∴AD=16+22=38,
∴点在数轴上表示的数为38;
(2)由题意知,经过t秒,点A为3t, 点B为8+3t, 点C为16+2t,点D为38+2t,
∴AC= = ,BD==,
∵AC+BD=24
∴+=24
当0≤t﹤16时,-t+16-t+30=24,解得,t=11,
当16≤t﹤30时, t-16-t+30=24,方程无解,
当30≤t时, t-16+t-30=24,解得t=35,
∴t=11或35;
(3)∵,在点和之间有一点,
∴AC=AP+PC,DP=CP+CD=CP+3AB-2,
∵AB+AP+AC=DP,
∴AB+AP+AP+PC=CP+3AB-2,
∴2AP=2AB-2,
∴AP=AB-1,
∴BP=1,为定值.
【点睛】此题主要考查了线段动点问题,熟练地掌握直线动点知识及解一元一次方程是解决问题的关键.
【变式3-2】已知数轴上有ABC三点,分别表示有理数﹣12,﹣5,5,动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,设移动时间为t秒,其中PA表示点P到A的距离,PB表示点P与点B的距离,PC表示P到点C的距离.
(1)当t<7时,用含t的代数式分别表示PA,PB,PC;
(2)当P运动到点B与点C之间时,①PA+PB是定值,②PC+PB是定值这两个说法中有一个说法是正确的,请指出哪个说法是正确的,并说明理由.
【答案】(1)t,7﹣t,17﹣t (2)答案见解析
【详解】(1)当t<7时,PA=t,PB=7﹣t,PC=17﹣t;
(2)②PC+PB是定值正确;
∵当P运动到点B与点C之间时,PB=t﹣7,PC=17﹣t,
∴PB+PC=(t﹣7)+(17﹣t)=10,
故PB+PC是定值.
【点睛】这是一个在数轴上两点之间距离计算问题,关键要弄清楚点P运动的位置,能准确地用含t的代数式表达P与A、B、C的距离.
【变式3-3】A,B两点在数轴上如图所示,其中O为原点,点A对应的有理数为a,点B对应的有理数为b,且点A距离原点6个单位长度,a.b满足b﹣|a|=2.
(1)a= ;b= ;
(2)动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右运动,设运动时间为t秒(t>0)
①当PO=2PB时,求点P的运动时间t:②当PB=6时,求t的值:
(3)当点P运动到线段OB上时,分别取AP和OB的中点E、F,则的值是否为一个定值?如果是,求出定值,如果不是,说明理由.
【答案】(1)-6,8;(2)①t=或11;②t=4或10;(3)为定值2.
【详解】(1)∵点A距离原点6个单位长度,点A在原点左边,
∴a=-6,
∵b-|a|=2.
∴b=8,
故答案为-6,8.
(2)①∵OP=2PB,
观察图象可知点P在点O的右侧:2t-6=2(14-2t)或2t-6=2(2t-14),
解得t=或11.
②(14-2t)=6或(2t-14)=6
解得t=4或10.
(3)当点P运动到线段OB上时,
AP中点E表示的数是=-6+t,OB的中点F表示的数是4,
所以EF=4-(-6+t)=10-t,
则==2.
所以的值为定值2.
【点睛】本题主要考查一元一次方程的应用,数轴,两点间的距离公式,中点坐标公式.解答本题的关键是要读懂题目的意思,根据题目给出的条件,找出合适的等量关系列出方程,再求解.
类型四、数轴上双动点的恒速问题
【例7】已知,如图所示,是数轴上的两个点,点A所表示的数为,点B表示的数为7,动点P以每秒4个单位长度的速度从点B向左运动,同时,动点Q以每秒2个单位长度的速度从点A向右运动,则当点P运动到点A时,动点Q所表示的数为 .
【答案】1
【详解】解:∵点A所表示的数为,点B表示的数为7,
∴,
∵点P以每秒4个单位长度的速度从点B向左运动,
∴点P运动到点A需要(秒),
∵点Q以每秒2个单位长度的速度从点A向右运动,
∴点Q运动的距离为:,
∴点Q表示的数为:,
故答案为:1.
【例8】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.
【变式4-1】如图所示的数轴上,点表示的数为,点表示的数为10.若一动点从点以每秒1个单位长度沿数轴向右匀速运动,同时动点从点出发,以每秒4个单位长度沿数轴向左匀速运动,设运动的时间为秒,当两点之间的距离为5个单位长度时,的值为( )
A.1 B.3或5 C.3 D.1或5
【答案】B
【详解】解:设运动的时间为 秒,
∵点表示的数为,点表示的数为10,
∴根据题意可得:点表示的数为;点表示的数为,
∵的距离为5个单位长度,
∴,
∴或.
故选B.
【变式4-2】如图,点、在数轴上表示的数分别是,1,点在点的右侧,且、两点间的距离为4.
(1)点表示的数为______;
(2)动点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,设运动的时间为t秒.
①当为何值时,、两点相遇?
②当点表示的数为2时,求、两点间的距离.
【答案】(1)5
(2)①;②
【详解】(1)解:点表示的数为1,点在点的右侧,且、两点间的距离为4,
点表示的数为,
故答案为:5.
(2)解:①点表示的数为,点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向右运动,
点表示的数为,
点表示的数为1,动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,
点表示的数为,
点、在数轴上表示的数分别是,1,
当、相遇时,有,
解得,
故当时,、两点相遇;
②由①可知,当点表示的数为2时,即,
解得,
此时点表示的数为,
点表示的数为5,
点、两点间的距离,
故当点表示的数为2时,点、两点间的距离为.
【变式4-3】已知如图,数轴上点A表示的数为6,B是数轴上在A左侧的一点,且A,B两点间的距离为10.动点P从点A出发,以每秒4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B表示的数是___________;当点P运动到的中点时,它所表示的数是__________.
(2)动点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点P,Q同时出发.求:
①当点P追上点Q时,点P所表示的数是多少?
②当点P运动多少秒时,点P与点Q间的距离为8个单位长度?
【答案】(1);1
(2)①;②1或9秒
【详解】(1)解:∵数轴上点A表示的数为6,
∴,
则,
∵点B在原点左边,
∴数轴上点B所表示的数为;
当点P运动到的中点时,它所表示的数是
故答案为:,1;
(2)①点P运动t秒时追上点Q,根据题意得,
解得,
∴当点P运动5秒时,点P追上点Q;
∴点P运动距离为
∴
∵此时P点在负半轴,
∴当点P追上点Q时,点P所表示的数是;
②设当点P运动a秒时,点P与点Q间的距离为8个单位长度
当P不超过Q,则,解得;
当P超过Q,则,解得;
答:当点1秒或9秒点P与点Q间的距离为8个单位长度.
类型五、数轴上双动点的变速问题
【例9】已知点O是数轴的原点,点A、B、C在数轴上对应的数分别是﹣12、b、c,且b、c满足(b﹣9)2+|c﹣15|=0,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,运动时间为 秒时,P、Q两点到点B的距离相等.
【答案】或30
【详解】∵(b﹣9)2+|c﹣15|=0,
∴b﹣9=0,c﹣15=0,
∴b=9,c=15,
∴B表示的数是9,C表示的数是15,
①当0≤t≤6时,P在线段OA上,Q在线段BC上,此时不存在P、Q两点到点B的距离相等;
②当6<t≤9时,P、Q都在线段OB上,P表示的数为t﹣6,Q表示的数是9﹣3(t﹣6),
∴P、Q两点到点B的距离相等只需t﹣6=9﹣3(t﹣6),解得t=,
③当9<t≤15时,P在线段OB上,Q在线段OA上,此时不存在P、Q两点到点B的距离相等;
④当t>15时,P在射线BC上,Q在射线OA上,P表示的数为9+2(t﹣15),Q表示的数是﹣(t﹣9),
∴P、Q两点到点B的距离相等只需9+2(t﹣15)﹣9=9﹣[﹣(t﹣9)],解得t=30,
综上所述,P、Q两点到点B的距离相等,运动时间为秒或30秒,
故答案为:或30.
【点睛】本题主要是考查了数轴上的动点问题,熟练地通过动点在不同时间段的运动,进行分类讨论,找到等量关系,列出关于时间的方程,并进行求解,这是解决这类问题的主要思路.
【例10】已知三点在数轴上所对应的数分别为且满足.动点从点出发,以2单位/秒的速度向右运动,同时,动点从点出发,以1单位秒的速度向左运动,线段为“变速区”,规则为: 从点运动到点期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,从点运动到点期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速.当点到达点时,两点都停止运动.设运动的时间为秒.
(1) ______,______,______;
(2)①动点从点运动至点时,求的值;
②两点相遇时,求相遇点在数轴上所对应的数;
(3)若点为线段中点,当________秒时,.
【答案】(1);(2)①19s;②;(3)当秒时,.
【详解】解:(1);
(2)①∵
∴
∴动点从点运动至点时,;
②设两点在点相遇,点在数轴上所对应的数为.
易知点落在线段段,依题意有:
解得:
∴两点相遇时,求相遇点在数轴上所对应的数为.
(3)若点为线段中点,则D在数轴上表示的数为5
设时间为t时,MD=ND
①当点N在CB上,点M在AO上运动时,M=-10+2t,N=18-t
则MD=15-2t,ND=13-t
即15-2t=13-t,解得t=2;
②当点N在CB上,点M在OD上运动时,M=t-5,N=18-t
则MD=10-t,ND=13-t
即10-t=13-t,无解;
③当点N在OB上,点M在OD上运动时,M=t-5,N=10-2(t-8)
则MD=10-t,ND=5-2(t-8)
即10-t=5-2(t-8),解得t=11;
④当点N在OB上,点M在DB上运动时,M=t-5,N=26-2t
则MD=t-10,ND=21-2t
即t-10=21-2t,解得t=;
⑤当点N在OA上,点M在BC上运动时,M=2t-20,N=13-t
则MD=2t-25,ND=t-8
即2t-25=t-8,解得t=17;
综上所述,当秒时,.
【点睛】本题考查的是数轴上的动点问题,难度偏高,熟练掌握两点间距离公式的计算是解决本题的关键.
【变式5-1】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)
【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:.
【变式5-2】已知数轴上的点,,,所表示的数分别是,,,,且.
(1)求,,,的值;
(2)点,沿数轴同时出发相向匀速运动,秒后两点相遇,点的速度为每秒4个单位长度,求点的运动速度;
(3),两点以(2)中的速度从起始位置同时出发,向数轴正方向运动,与此同时,点以每秒1个单位长度的速度向数轴正方向开始运动,在秒时有,求的值;
(4),两点以(2)中的速度从起始位置同时出发相向匀速运动,当点运动到点起始位置时,迅速以原来速度的2倍返回;到达出发点后,保持改后的速度又折返向点起始位置方向运动;当点运动到点起始位置时马上停止运动.当点停止运动时,点也停止运动.在此运动过程中,,两点相遇,求点,相遇时在数轴上对应的数(请直接写出答案).
【答案】(1),,,;(2)点C的运动速度为每秒2个单位;(3)或20;(4),,.
【详解】(1)∵,
∴,
∴,,,;
(2)设点C运动速度为x,由题意得:
,
解得:,
∴点C的运动速度为每秒2个单位;
(3)t秒时,点A数为,点B数为-12,点C数为,点D数为,
∴,,
∵,
∴①时,,解得:;
②20-2t<0时,即t>10,,解得:;
∴或20.
(4)C点运动到A点所需时间为,所以A,C相遇时间,由(2)得时,A,C相遇点为,A到C再从C返回到A,用时;
①第一次从点C出发时,若与C相遇,根据题意得,<10,此时相遇数为;②第二次与C点相遇,得,解得<10,此时相遇点为;
∴A,C相遇时对应的数为:,,.
【点睛】本题主要考查了数轴的动点问题,准确分析计算是解题的关键.
类型六、数轴上动点中新定义问题
【例11】数轴上有A,B,C 三点,给出如下定义:若其中一个点与其它两个点的距离恰好满足2倍的数量关系,则称该点是其它两个点的“关联点”.
例:如图1所示,数轴上点A,B,C 所表示的数分别为1,3,4,因为,所以称点B 是点A,C的“关联点”.
图1
(1)如图2所示,点A表示数,点B 表示数1,下列各数2,4,6所对应的点分别是C1,C2,C3其中是点A,B 的“关联点”的是 ;
图2
(2)如图3所示,点A 表示数,点B 表示数15,P 为数轴上一个动点:
①若点P 在点B 的左侧,且P 是点A,B 的“关联点”,求此时点P 表示的数;
②若点P 在点B 的右侧,点P,A,B 中,有一个点恰好是其它两个点的“关联点”, 请求出此时点P 表示的数.
图3
【答案】(1)C2
(2)①点P表示的数为,;②点P表示的数为
【详解】(1)解:∵
∴点C1不是点A,B的“关联点”
∵
∴
即:点是点A,B的“关联点”
∵
∴点不是点A,B的“关联点”
故答案为:
(2)解:解:设点P在数轴上表示的数为
①(i)当点在之间时,
若,则
解得:
若,则
解得:
(ii)当点在点左侧时,
则,即:
解得:
故:点P表示的数为,;
②(i)当点为点的“关联点”时,
则,即:
解得:
(ii)当点为点的“关联点”时,
则,即:
解得:
或,即:
解得:
(iii)当点为点的“关联点”时,
则,即:
解得:
故:点P表示的数为
【点睛】本题以新定义题型为背景,考查了数轴上两点间的距离公式.掌握相关结论,进行分类讨论是解题关键.
【例12】数轴上有A,,三个不同的点,给出如下定义:若其中一个点到其他两个点之间的距离相等时,则称该点是其他两个点的“中点”,这三个点为“中点关联点”.例如在图中的数轴上,点A,,所表示的数分别为1,3,5,此时点是点A,的“中点”.
(1)若点A表示数,点表示数1,当点是点A与点的“中点”时,求点表示的数;
(2)点A表示数,点表示数15,点为数轴上一个动点,若点A,,是“中点关联点”,求此时点表示的数.
【答案】(1)
(2)40或或
【详解】(1)解:因为点A表示数,点表示数1,且点是点与点的中点,
所以,
所以点表示的数为;
(2)解:分三种情况:
①若点是点,的“中点”则点表示的数是:;
②若点是点,的“中点”则点表示的数是:;
③若点是点,的“中点”则点表示的数是:.
故点表示的数为40或或.
【点睛】本题考查了数轴及数轴上两点的距离,理解新定义,分类讨论是解题关键.
【变式6-1】在数轴上有,两点,点表示的数为.对点给出如下定义:当时,将点向右移动3个单位长度,得到点;当时,将点向左移动个单位长度,得到点.称点为点关于点的“联动点”.如图,点表示的数为.
(1)在图中画出当时,点关于点的“联动点”;
(2)点从数轴上表示的位置出发,以每秒1个单位的速度向右运动.点从数轴上表示5的位置同时出发,以相同的速度向左运动,两个点运动的时间为秒.
①点表示的数为__________(用含的式子表示);
②是否存在,使得此时点关于点的“联动点”佮好与原点重合?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)①;②不存在,理由见解析
【详解】(1)解:当时,将点向右移动3个单位长度,得到点;
表示的数是,如图:
(2)①点表示的数为,
故答案为:;
②不存在恰好与原点重合,理由如下:
表示的数是,
当时,,
表示的数是,
此时不存在恰好与原点重合;
当时,表示的数是,
此时不存在恰好与原点重合,
综上所述,不存在恰好与原点重合.
【点睛】本题考查数轴上的动点问题,解题的关键是用含的代数式表示点运动后所表示的数.
【变式6-2】定义:A,B,C为数轴上三点,当点C在线段上时,若点C到点A的距离是点C到点B的距离2倍,我们称点C是的美好点.例如:如图①,点A表示数-1,点B表示数2,点C表示数1,点D表示数0.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,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表示数-7,点N表示数2.
(1)①求的美好点表示的数为__________.
②求的美好点表示的数为_____________.
(2)数轴上有一个动点P从点M出发,沿数轴以每秒2个单位长度的速度向右运动.设点P运动的时间为t秒,当点P,M和N中恰有一个点为其余两点的美好点时,求t的值.
【答案】(1)①-1;②-4;(2)t的值1.5,2.25,3,6.75,9,13.5
【详解】解:(1)已知点M表示数-7,点N表示数2,由题意可设N到美好点的距离为x,则(M,N)的美好点为2x+x=2-(-7),3x=9,x=3
∴①(M,N)的美好点为-7+2×3=-1;②(N,M)的美好点为-7+3=-4;
(2)根据美好点的定义,P,M和N中恰有一个点为其余两点的美好点分6种情况,
第一情况:当P为【M,N】的美好点,点P在M,N之间,如图1,
当MP=2PN时,PN=3,点P对应的数为2-3=-1,因此t=1.5秒;
第二种情况,当P为【N,M】的美好点,点P在M,N之间,如图2,
当2PM=PN时,NP=6,点P对应的数为2-6=-4,因此t=3秒;
第三种情况,P为【N,M】的美好点,点P在M左侧,如图3,
当PN=2MN时,NP=18,点P对应的数为2-18=-16,因此t=9秒;
第四种情况,M为【P,N】的美好点,点P在M左侧,如图4,
当MP=2MN时,NP=27,点P对应的数为2-27=-25,因此t=13.5秒;
第五种情况,M为【N,P】的美好点,点P在M左侧,如图5,
当MN=2MP时,NP=13.5,点P对应的数为2-13.5=-11.5,因此t=6.75秒;
第六种情况,M为【N,P】的美好点,点P在M,N左侧,如图6,
当MN=2MP时,NP=4.5,因此t=2.25秒;
第七种情况,N为【P,M】的美好点,点P在M左侧,
当PN=2MN时,NP=18,因此t=9秒,
第八种情况,
N为【M,P】的美好点,点P在M右侧,
当MN=2PN时,NP=4.5,因此t=2.25秒,
综上所述,t的值为:1.5,2.25,3,6.75,9,13.5.
【点睛】本题考查了实数与数轴、点是【M,N】的美好点的定义等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
1.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.
2.已知数轴上、两点对应的数分别为、,为数轴上一动点,对应的数为,若点到、距离的比为,则点表示的数为 .
【答案】8或80
【详解】解:考虑到点P是动点,分三种情况讨论:
①当点P在A点左侧时,因,则不符合题意,故舍去;
②当P点在A、B中间时,有,解得;
③当P点在B点右侧时,有,解得.
因此P点表示的数为8或80,
故答案为:8或80.
3.已知,A、在数轴上对应的数分别用、表示,且,是数轴上的一个动点.动点从原点开始第一次向右移动1个单位长度,第二次向左移动3个单位长度,第三次向右移动5个单位长度,第四次向左移动7个单位长度,.点在移动过程中,第 次移动与点A重合.
【答案】15
【详解】第一次移动P的对应点表示的数为,
第二次移动点P所得的对应点表示的数为,
第三次移动点P所得的对应点表示的数为,
第四次移动点P所得的对应点表示的数为,
第五次移动点P所得的对应点表示的数为,
第六次移动点P所得的对应点表示的数为,
第n次移动点P所得的对应点表示的数为,
观察发现:当n为奇数时,点P对应的数为奇数n;
当n为偶数时,点P对应的数为偶数,
∵,,且,
∴,解得
∴点A表示的数是15,点B表示的数是,
∴当仅当时,点表示的数为15,第15次移动点P所得的对应点P与点A重合.
4.如图,数轴上点和点表示的数分别是和,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度向左匀速移动,动点同时从点出发,以每秒个单位长度的速度向左匀速移动.设移动时间为秒,当动点到点的距离等于动点到点的距离时,的值为 .
【答案】或/9或3
【详解】解:根据题意,点表示的数为,点表示的数为,
表示的数是,
点到点的距离为,点到点的距离为,
,
解得:或,
故答案为:或.
5.如图,在数轴上,点O表示原点,点A、B、C在数轴上对应的数分别是a、b、c,点B为中点,且a,c满.
(1) ______, ______, ______;
(2)点P从点A出发,以2个单位每秒的速度沿数轴向右匀速运动,点Q从点C出发,以1个单位每秒的速度沿数轴向左匀速运动,两点同时出发,当点P运动到点C时,点P,Q停止运动.设运动时间为t秒,当时,求t的值;
(3)若动点M从点A出发.以每秒4个单位长度的速度沿数轴的正方向匀速运动至点B,再以每秒1个单位长度的速度沿数轴的正方向匀速运动;同时,动点N从点C出发以每秒2个单位长度沿着数轴的负方向匀速运动至点O,到达O点后点N按原速度立即返回点C,当点N运动到点C时,点M,N停止运动,设运动时间为k秒,当,求k的值.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【详解】(1)因为,所以,,
又因为点B为中点,所以.
故答案为:.
(2)由题意可得 ,,
因为,
所以,
解得:或.
检验,当时,,满足条件,
当时,,也满足条件,
综上或.
(3)由题意,可得:
C到达O点前,有:
①当M在O左侧时,此时,
解得;
②当M在O右侧、B左侧时,此时,
解得无解;
③当M在B右侧时,此时,
解得无解;
C到达O点后,有:
④当M在B右侧时,此时,
解得;
综上或.
6.如图,在数轴上,一只蚂蚁从原点出发,它先向右爬了4个单位长度到达点A,再向右爬了2个单位长度到达点B,然后又向左爬了10个单位长度到达点C.
(1)将A,B,C三点所表示的数在如图所示的数轴上表示出来;
(2)根据点C在数轴上的位置,点C可以看作是蚂蚁从原点出发,向哪个方向爬了几个单位长度所到达的点?
(3)如果移动点A,B,C中的两个点,使得三个点重合,你有几种移动方法?请分别求出移动的长度之和.
【答案】(1)见解析
(2)向左爬了4个单位长度
(3)见解析
【详解】(1)解:如图,
(2)根据点C在数轴上的位置,点C可以看作是蚂蚁从原点出发,向左爬了4个单位长度;
(3)解:共有3种移动方法:
①移动A、B两点到C,
A向左移动8个单位到C,B向左移动10个单位到C,;
②移动A、C两点到B,
A向右移动2个单位到B,C向右移动10个单位到B,;
③移动B、C两点到A,
B向左移动2个单位到A,C向右移动8个单位到A,.
7.七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.
8.如图:
(1)在数轴上标出数、、、所对应的点、、、;
(2)、两点间距离=______;、两点间距离=______;、两点间距离______;
(3)设数轴上两点、,点对应的数为、点对应的数为,(点在点的左侧),那么、两点之间的距离______;
(4)若动点、分别从点、同时出发,沿数轴负方向运动;已知点的速度是每秒个单位长度,点的速度是每秒个单位长度,则秒后、两点之间的距离是______.
(5)有理数,在数轴上对应的位置如图所示,试简化:.
【答案】(1)见解析
(2);;
(3)
(4)
(5)
【详解】(1)如图所示:
(2),
,
,
故答案为:,,;
(3);
(4)由题意可知:秒后,点所走的路程为:,点所走的路程为:,
点、所表示的数分别为:,,
此时;
(5)由数轴可知:,
∴,,,,
∴
原式
.
【点睛】本题主要考查了整式的加减、数轴、绝对值、两点之间的距离公式.解题的关键是理解题意,数形结合.
9.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
【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.
10.如图,已知点、、是数轴上三点,为原点.点对应的数为,,.
(1)则点对应的数是 ,点对应的数是 ;
(2)动点、分别同时从、出发,分别以每秒个单位和个单位的速度沿数轴正方向运动.在线段上,且,在线段上,且,设运动时间为.
①求点、对应的数(用含的式子表示)
②猜想的长度是否与的大小有关?如果有关请你写出用表示的代数式;如果无关请你求出的长度.
【答案】(1),
(2)①点M对应的数为:,点N对应的数为:;②的长度与无关,长度为
【详解】(1)解:点对应的数为,,
点对应的数为:,
又,
点对应的数为:,
故答案为:,;
(2)①由动点、分别同时从、出发,分别以每秒个单位和个单位的速度沿数轴正方向运动,则,,
又,,
,,
点对应的数为:,点对应的数为:;
②的长度与无关,理由如下:
由于,
点对应的数为:,
则,
即的长度与无关,长度为.
11.已知数轴上点A,B对应的数分别为a,b,且,点P在线段上,点M为数轴上一动点,其对应的数为m.我们规定:点M到点P的距离的最小值为点M到线段的“到达距离”.
(1)如图1,当点M与数轴上原点重合时,
①如果,那么点M到线段的“到达距离”是__________;
②如果点M到线段的“到达距离”是2,那么__________;
(2)当点A对应的数a在之间(包含,3)时,如果点M到线段的“到达距离”始终大于3,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)①1;②或2
(2)或
【详解】(1)解:①∵,
∴,
∵点M与数轴上原点重合,
∴点M到线段的“到达距离”是1;
故答案为:1
②∵点M到线段的“到达距离”是2,
∴或,
∴或2;
故答案为:或2
(2)解:∵点A对应的数a在之间(包含,3),,
∴点B对应的数a在之间(包含0,5),
∵点M到线段的“到达距离”始终大于3,
∴或,
即m的取值范围为或.
12.如图,已知点是数轴上三点,为原点,点表示的数为.
(1)点表示的数为__________,点对应的数为__________.
(2)动点分别同时从点出发,分别以每秒6个单位长度和每秒3个单位的速度沿数轴正方向运动.点为线段的中点,点在线段上,且,若运动时间为秒.请用含的代数式分别表示点、点所表示的数.
【答案】(1)
(2)点M表示的数是,点N表示的数是
【详解】(1)∵点表示的数为,
∴点B表示的数是,点A表示的数是,
故答案为:;
(2)由(1)知,点A表示的数是,点C表示的数是2,
∵动点分别同时从点出发,分别以每秒6个单位长度和每秒3个单位的速度沿数轴正方向运动.
∴,
∵点为线段的中点,
∴,即点M表示的数是,
∵点在线段上,且,
∴
∴点N表示的数是.
【点睛】此题考查了数轴上两点之间的距离,数轴上的动点问题,正确理解点运动的方向及速度与路程、时间的关系是解题的关键.
13.点A,在数轴上的位置如图所示,点是数轴上的一动点.
(1)若,则点表示的是什么数?
(2)若,且点是的中点,求线段的长.
(3)是否存在点,使的值最小?若存在,则点在数轴上的什么位置?的最小值是多少?
【答案】(1)3或9
(2)或
(3)存在,P在A、B两点之间,8
【详解】(1)解:①点P在点B的左边时,
∵,,
∴点P表示的是3.
②点P在点B的右边时,
∵,,
∴点P表示的是9.
综上,可得点P表示的是3或9.
(2)解:∵,
∴线段的长度是8.
①点P在点B的左边时,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴线段的长是.
②点P在点B的右边时,
∵,
∵点是的中点,
∴,
∴线段的长是.
综上,可得线段的长是2.5或5.5.
(3)解:如图:当点P在A、B两点之间时,的值最小,
此时,
所以的最小值是8.
14.如图1,已知线段,点C为线段上的一点,点D、E分别是和的中点.
(1)若,则的长为______;
(2)若,求的长;
(3)动点P,Q分别从A,B两点同时出发,相向而行,点P以每秒3个单位长度沿线段向右匀速运动,Q点以P点速度的两倍,沿线段向左匀速运动,设运动时间为t秒,问当t为多少秒时P,Q之间的距离为6?
【答案】(1)的长为12;
(2)的长为12;
(3)当或时,之间的距离为6;
【详解】(1)解:∵,,
,
∵点D、E分别是和的中点,
,
,即的长为12;
(2)解:∵,,
,
∵点D、E分别是和的中点,
,
,即的长为12;
(3)解:,
如图,
,
如图,
∴,
或,
解得:或,
∴当或时,之间的距离为6;
【点睛】本题考查了线段的中点,线段的和差倍分,一元一次方程的应用,解题的关键是根据题意画出图形,得出线段之间的关系式.
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