内容正文:
专题一 数轴动点题(定值问题与最值问题)
一、定值问题
(
典型例题
)
【典型例题1】(2024秋•大冶市期末)【问题背景】数轴上A、B两点表示的数分别为a,b,则A、B两点之间的距离AB=|a-b|,线段AB的中点M表示的数为.
【情境应用】已知数轴上有A、B两点,点A、B表示的数分别为-3和1.
(1)填空:线段AB两点之间的距离为 ,线段AB的中点M表示的数是 ;
(2)若数轴上点C表示的数是9,将数轴折叠,使得A点与C点重合,则点B与数表示 的点重合;
【情境拓展】在数轴上A点表示数-3,B点表示数1,C点表示数9,若点A、点B和点C分别以每秒2个单位、1个单位长度和4个单位长度的速度在数轴上同时向左运动.
(1)若t秒钟过后,A,B,C三点中恰有一点为另外两点的中点,求t值;
(2)当点C在B点右侧时,是否存在常数m,使mBC-2AB的值为定值,若存在,求m的值,若不存在,请说明理由.
【典型例题2】(2024秋•广州期中)已知在数轴上,点A、B、C表示的数分别为a、b、c,其中a是最大的负整数,b2=1,|c|=5,且ab<0,bc>0.
(1)填空:a= ,b= ,c= ;
(2)若点P在数轴上对应的数为x,且点P在点A与点B之间,化简:|x+1|-3|x-1|-2|x-5|;
(3)如果点A以每秒1个单位长度的速度沿数轴负方向运动,同时,点B和点C分别以每秒2个单位长度和每秒5个单位长度的速度沿数轴正方向运动,设运动时间为t秒,用AB表示点A与点B之间的距离,用BC表示点B与点C之间的距离,试问:BC-AB的值是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
(
巩固练习
)
1.(2023秋•海珠区校级期中)若点A、B、C在数轴上对应的数分别为a、b、c,其中b是最小的正整数,a、c满足|a+5|+(2-c)2=0,请回答问题:
(1)请直接写出a、b、c的值;
(2)在数轴上是否存在点P,使得PA+PB=PC?若存在,求出点P对应的数;若不存在,请说明理由;
(3)若点A、B、C同时开始在数轴上分别以每秒1个单位长度,每秒3个单位长度,每秒4个单位长度沿着数轴负方向运动.经过t(t>1)秒后,是否存在常数m,使得AB-m•BC为定值?若存在,请求出m的值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
2.(2024秋•儋州校级期中)如图,在数轴上A点表示数a,B点表示数b,C点表示数c,b的相反数是-1,且a、c满足|a+2|+(c-8)2=0.
(1)a= ;b= ;c= ;
(2)点A、B、C开始在数轴上运动,若点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点B和点C分别以每秒2个单位长度和4个单位长度的速度向右运动,假设t秒钟过后,若点A与点B之间的距离表示为AB,点B与点C之间的距离表示为BC,是否存在常数k,使kBC-2AB为定值,若存在,求k的值;若不存在,请说明理由.
3.(2024秋•泸县期中)数轴是一个非常重要的工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础:我们知道|4|=|4-0|,它的几何意义是数轴上表示4的点与原点(即表示0的点)之间的距离,又如式子|7-3|,它的几何意义是数轴上表示7的点与表示3的点之间的距离,也就是说,在数轴上,如果点A表示的数记为a,点B表示的数记为b,则A、B两点间的距离就可记作|a-b|.回答下列问题:
(1)几何意义是数轴上表示2的点与表示-3的点之间的距离的式子是 ;式子|a+5|的几何意义是 .
(2)根据绝对值的几何意义,当|x-2|=3时,x= ;
(3)当表示x的点在-2与5之间移动时,|x-5|+|x+2|的值为一个固定的值是 ;
(4)探究:|x+1|+|x-7|的最小值是 ;
(5)|x+1|+|x-7|=12时x的值为 .
4.(2024秋•官渡区校级期中)已知在数轴上A、B、C三点对应的数分别为-1、3、5,点P是数轴上任意一点,其对应的数为x.
(1)若AP=BP,求x的值;
(2)若点P从点C出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动,点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,点B以每秒2个单位长度的速度向右运动,三点同时出发,设运动时间为t秒,试判断:在运动过程中,4BP-AP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.
5.已知点A,B,C在数轴上,点C表示的数为5,点A,B均在点C的左边,且AC=10,BC=3.
(1)求点A,B在数轴上表示的数.
(2)点P在数轴上表示的数为m.
①若AP=2BP,求m的值;
②若点P是线段BC上一点,是否存在有理数k,使得kPB-PC的值为定值,如果存在,请求出k的值,如果不存在,请说明理由.
二、最值问题
(
典型例题
)
【典型例题3】(2024秋•湛江校级期末)大家知道|5|=|5-0|,它在数轴上表示5的点与原点(即表示0的点)之间的距离.又如式子|6-3|,它在数轴上的意义是表示6的点与表示3的点之间的距离.即点A、B在数轴上分别表示数a、b,则A、B两点的距离可表示为:|AB|=|a-b|.根据以上信息,回答下列问题:
(1)数轴上表示2和5的两点之间的距离是 ;数轴上表示-2和-5的两点之间的距离是 ;
(2)点A、B在数轴上分别表示实数x和-1.
①用代数式表示A、B两点之间的距离;
②如果|AB|=2,求x的值.
(3)直接写出代数式|x+1|+|x-4|的最小值及相应的x的取值范围.
【典型例题4】(2024秋•惠安县期末)点A、B在数轴上分别表示有理数a,b,则A、B两点之间的距离可以表示为|a-b|.
请根据你的理解,回答下列问题:
(1)用数学符号语言表示:a,b的大小关系;
(2)若a,b异号,a<b,且a+b<0.
①试判断:a 0;(填“<”、“>”、“=”)
②把下面五个数:a,-a,b,-b,0按从小到大的顺序排列,并用“<”连接起来.
(3)已知式子|a+2|+|a-1|表示数轴上有理数a所对应的点分别到数-2和1所对应的点的距离之和.若x为有理数,问式子|x+3|+|x-1|+|x-4|有最小值吗?若有,请写出它的最小值及此时x的值;若没有,请说明理由.
(
巩固练习
)
6.我们知道:的几何意义可以理解为数轴上表示数a的点与原点之间的距离.请大家运用相关知识继续探索数轴上多个点之间的距离问题:
(1)数轴上的点A、点B分别是数、3对应的点,则点A与点B之间的距离为 .
(2)再选几个点试试,猜想:若点A、点B分别是数a、b对应的点,则点A与点B之间的距离为 .
(3)若数轴上的点A对应的数为a,且,则点A对应的数为 .
(4)继续利用绝对值的几何意义,探索的最小值是 .
(5)已知数x,y满足,则的最小值是 ,最大值是 .
7.(2024秋•崇川区校级期末)我们知道,|a|可以理解为|a-0|,它表示:数轴上表示数a的点到原点的距离,这是绝对值的几何意义.进一步地,数轴上的两个点A,B,分别用数a,b表示,那么A,B两点之间的距离为|AB|=|a-b|,反过来,式子|a-b|的几何意义是:数轴上表示数a的点和表示数b的点之间的距离.
(1)利用此结论,回答以下问题:
①数轴上表示2和5的两点之间的距离是 ,数轴上表示1和-3的两点之间的距离是 .
②数轴上表示x和-1的两点A和B之间的距离是 ,如果|AB|=2,那么x为 .
(2)探索规律:①当|x-1|+|x-2|有最小值是 .
②当|x-1|+|x-2|+|x-3|有最小值是 .
③当|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-4|有最小值是 .
(3)规律应用工厂加工车间工作流水线上依次间隔2米排着9个工作台A、B、C、D、E、F、G、H、I,一只配件箱应该放在哪个工作台处,能使工作台上的工作人员取配件所走的路程最短?最短路程是多少米?
(4)知识迁移|x+4|-|x-5|最大值是 ,最小值是 .
8.(2024秋•荔湾区校级期中)同学们都知道:数轴上表示x与a的两点之间的距离可以表示为|x-a|.例如|7-(-4)|表示7与-4之差的绝对值,实际上也可理解为7与-4两数在数轴上所对应的两点之间的距离.请你借助数轴进行以下探索:
(1)若|x-3|=2,则x= .
(2)|x+1|+|x-3|表示数轴上有理数x所对应的点到-1和3所对应的点的距离之和,请你找出所有符合条件的整数x,使得|x+1|+|x-3|=4,这样的整数是 .
(3)请你找出所有符合条件的整数x,使得|x+10|+|x+2|+|x-8|=18,这样的整数是 .
(4)继续探索:2|x-10|+3|x-2|+|x+8|是否有最小值?如果有,最小值是多少?此时x的取值是多少?如果没有,说明理由.
(5)若动点A,B,C分别从数轴上表示-8,2,10的位置沿数轴正方向运动,速度分别为2个单位每秒,4个单位长度每秒,8个单位长度每秒.若点A,点O(O为数轴原点)中间的点为P,点O和点B中间的点为M,点O和点C中间的点为N,若k•PM-MN为常数,则k的值是多少?
9.(2024秋•旌阳区校级月考)阅读以下材料,唐代文学家韩愈曾赋诗:“天街小雨润如酥,草色遥看近却无”,当代印度诗人泰戈尔也写道:“世界上最遥远的距离,不是瞬间便无处寻觅;而是尚未相遇,便注定无法相聚”,距离是数学、天文学、物理学中的热门话题,唯有对宇宙距离进行测量,人类才能掌握世界的尺度,已知点P,Q在数轴上分别表示有理数p,q,两点P,Q之间的距离表示为PQ=|p-q|,回答以下问题:
(1)若点P表示的数为-1,点Q表示的数为3,则P、Q两点之间的距离PQ= ;
(2)若数轴上表示x和-3的两点之间的距离是4,则:x= ;
(3)当x的取值范围是 时,代数式|x+2|+|x-3|有最小值,最小值是 ;
(4)结合数轴求出|x+2|+|x-1|+|x-3|的最小值为 ,此时x为 ;
(5)请根据上面的规律求|x-1|+|x-2|+|x-3|+⋯+|x-2001|的最小值为 .
(2024秋•泗水县期中)数轴是初中数学的一个重要工具,利用数轴可以将数与形完美结合.通过研究数轴,我们发现了许多重要的规律,比如:数轴上点A和点B表示的数为a,b,则A,B两点之间的距离AB=|a-b|,若a>b,则可化简为AB=a-b.若点P为数轴上一动点,点P对应的数记为a,请你利用数轴解决以下问题:
(1)若点P与表示有理数-2的点的距离是3个单位长度,则a的值为 ;
(2)若数轴上点P位于表示-5的点与表示2的点之间,则|a-2|+|a+5|= ;
(3)若数轴上比a小2的数用b表示,比a大5的数用c表示,则|b-2|+|c+5|的最小值为 .
参考答案
一、定值问题
(
典型例题
)
【典型例题1】(2024秋•大冶市期末)【问题背景】数轴上A、B两点表示的数分别为a,b,则A、B两点之间的距离AB=|a-b|,线段AB的中点M表示的数为.
【情境应用】已知数轴上有A、B两点,点A、B表示的数分别为-3和1.
(1)填空:线段AB两点之间的距离为 ,线段AB的中点M表示的数是 ;
(2)若数轴上点C表示的数是9,将数轴折叠,使得A点与C点重合,则点B与数表示 的点重合;
【情境拓展】在数轴上A点表示数-3,B点表示数1,C点表示数9,若点A、点B和点C分别以每秒2个单位、1个单位长度和4个单位长度的速度在数轴上同时向左运动.
(1)若t秒钟过后,A,B,C三点中恰有一点为另外两点的中点,求t值;
(2)当点C在B点右侧时,是否存在常数m,使mBC-2AB的值为定值,若存在,求m的值,若不存在,请说明理由.
[情境应用](1)AB=|a-b|=|(-3)-1|=4,
线段AB的中点M表示的数=,
故答案为:4,-1;
(2)∵点C表示的数是9,将数轴折叠,使得A点与C点重合,
∴折痕为AC中点,表示的数为:,
∴B点与折痕距离=|1-3|=2,
∴与点B的点表示的数=3+2=5,
故答案为:5;
[情境拓展](1)t秒时,A点所在的数为:-3-2t,B点所在的数为:1-t,C点所在的数为:9-4t,
当B点为AC的中点时,即,
∴t=1,
当C点为AB的中点时,即,
∴t=4,
当A点为BC的中点时,即,
∴t=16,
∴t=1或4或16时,A,B,C三点中恰有一点为另外两点的中点;
(2)假设存在,则BC=9-4t-(1-t)=8-3t,
由条件可知4+t>0,
∴AB=|4+t|=4+t,
∴mBC-2AB=8m-8-(3m+2)t,
当3m+2=0,即时,,
∴存在常数m,使mBC-2AB的值为定值,.
【典型例题2】(2024秋•广州期中)已知在数轴上,点A、B、C表示的数分别为a、b、c,其中a是最大的负整数,b2=1,|c|=5,且ab<0,bc>0.
(1)填空:a= ,b= ,c= ;
(2)若点P在数轴上对应的数为x,且点P在点A与点B之间,化简:|x+1|-3|x-1|-2|x-5|;
(3)如果点A以每秒1个单位长度的速度沿数轴负方向运动,同时,点B和点C分别以每秒2个单位长度和每秒5个单位长度的速度沿数轴正方向运动,设运动时间为t秒,用AB表示点A与点B之间的距离,用BC表示点B与点C之间的距离,试问:BC-AB的值是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
解:(1)∵a是最大的负整数,
∴a=-1,
∵ab<0,
∴b>0
∵bc>0,
∴c>0,
∵b2=1,|c|=5,
∴b=1,c=5;
故答案为:-1,1,5;
(2)∵点P在点A与点B之间,
∴-1≤x≤1,
当-1≤x≤1时,x+1≥0,x-1≤0,x-5<0,
∴|x+1|-3|x-1|-2|x-5|=x+1-3(1-x)-2(5-x)=x+1-3+3x-10+2x=6x-12;
(3)不变,
理由如下:由题意可得,t秒时,点A对应的数为-1-t,点B对应的数为2t+1,点C对应的数为5t+5,
∴BC=(5t+5)-(2t+1)=3t+4,
AB=(2t+1)-(-1-t)=3t+2,
∴BC-AB=(3t+4)-(3t+2)=2,
即BC-AB值的为定值2.
(
巩固练习
)
1.若点在数轴上对应的数分别为,其中是最小的正整数,满足,请回答问题:
(1)请直接写出的值;
(2)在数轴上是否存在点,使得?若存在,求出点对应的数;若不存在,请说明理由;
(3)若点同时开始在数轴上分别以每秒1个单位长度,每秒3个单位长度,每秒4个单位长度沿着数轴负方向运动.经过秒后,是否存在常数,使得为定值?若存在,请求出的值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
(1)解:,
,,
,,
是最小的正整数,
.
(2)解:设点表示的数为,
,
①在之间,
,
,
;
②在左边,
,
,
;
③在之间,
,
,
(舍去);
④在的右边,
,
,
(舍去);
综上所述,或
点对应的数为:或;
(3)解:存在,
运动时间为 ,
由题意,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
①当,即时,
,
,
,
为定值,
,
,
;
②当时,
,
,
,
为定值,
,
,
;
综上所述,存在常数,使得为定值;当时,为定值;当时,为定值.
2.(2024秋•儋州校级期中)如图,在数轴上A点表示数a,B点表示数b,C点表示数c,b的相反数是-1,且a、c满足|a+2|+(c-8)2=0.
(1)a= ;b= ;c= ;
(2)点A、B、C开始在数轴上运动,若点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点B和点C分别以每秒2个单位长度和4个单位长度的速度向右运动,假设t秒钟过后,若点A与点B之间的距离表示为AB,点B与点C之间的距离表示为BC,是否存在常数k,使kBC-2AB为定值,若存在,求k的值;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵|a+2|≥0,(c-8)2≥0,|a-2|+(c-8)2=0,
∴a=-2,c=8,
∵b的相反数为-1,
∴b=1,
故答案为:-2,1,8;
(2)存在,k=3
∵点A表示的数是-2,向左的速度为每秒1个单位长度,点B表示的数是1,向右的速度为每秒2个单位长度,点C表示的数是8,向右的速度为每秒4个单位长度,
设运动时间为t秒,
∴点A表示的数为-2-t,
点B表示的数为1+2t,
点C表示的数为8+4t,
∴AB=1+2t-(-2-t)=3t+3,
BC=8+4t-(1+2t)=2t+7,
∴kBC-2AB=k(2t+7)-2(3t+3)=(2k-6)t+7k-6
∵kBC-2AB为定值,
∴kBC-2AB的值与t无关,
∴2k-6=0,
∴k=3.
3.(2024秋•泸县期中)数轴是一个非常重要的工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础:我们知道|4|=|4-0|,它的几何意义是数轴上表示4的点与原点(即表示0的点)之间的距离,又如式子|7-3|,它的几何意义是数轴上表示7的点与表示3的点之间的距离,也就是说,在数轴上,如果点A表示的数记为a,点B表示的数记为b,则A、B两点间的距离就可记作|a-b|.回答下列问题:
(1)几何意义是数轴上表示2的点与表示-3的点之间的距离的式子是 ;式子|a+5|的几何意义是 .
(2)根据绝对值的几何意义,当|x-2|=3时,x= ;
(3)当表示x的点在-2与5之间移动时,|x-5|+|x+2|的值为一个固定的值是 ;
(4)探究:|x+1|+|x-7|的最小值是 ;
(5)|x+1|+|x-7|=12时x的值为 .
解:(1)数轴上表示2的点与表示-3的点之间的距离是|2-(-3)|,
式子|a+5|的几何意义是数轴上表示a的点与表示-5的点之间的距离,
故答案为:|2-(-3)|,数轴上表示a的点与表示-5的点之间的距离;
(2)|x-2|=3表示数轴上表示x的点与2的点之间的距离是3,
∴x=5或x=-1,
故答案为:5或-1;
(3)∵表示x的点在-2和5之间,且-2和5之间的距离是|5-(-2)|=|5+2|=7,
∴所以表示x的点到-2和5的距离之和是7,
故答案为:7;
(4)|x+1|+|x-7|表示数轴上表示x的点到-1和7之间的距离和,
当表示x的点在-1和7之间的距离和最小时,|7-(-1)|=|7+1|=8,
所以|x+1|+|x-7|的最小值为8,
故答案为:8;
(5)∵|x+1|+|x-7|=12,
当x<-1时,-x-1-x+7=12,
∴x=-3;
当-1≤x≤7,|x+1|+|x-7|=12,
无解;
当x>7时,x+1+x-7=12,
∴x=9,
故答案为:-3或9.
4.(2024秋•官渡区校级期中)已知在数轴上A、B、C三点对应的数分别为-1、3、5,点P是数轴上任意一点,其对应的数为x.
(1)若AP=BP,求x的值;
(2)若点P从点C出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动,点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,点B以每秒2个单位长度的速度向右运动,三点同时出发,设运动时间为t秒,试判断:在运动过程中,4BP-AP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.
解:(1)由AP=BP可知,点P在A、B之间,则AP=x+1,BP=3-x,
∴x+1=3-x,
解得:x=1,
∴x的值为1;
(2)4BP-AP的值不会随着t的变化而变化,
理由如下:∵点P表示的数为5+3t,
点B表示的数为3+2t,
点A表示的数为-1-t,
∴BP=2+t,AP=6+4t,
∴4BP-AP=4(2+t)-(6+4t)=2,
∴4BP-AP的值不会随t的变化而变化,定值为2.
5.已知点A,B,C在数轴上,点C表示的数为5,点A,B均在点C的左边,且AC=10,BC=3.
(1)求点A,B在数轴上表示的数.
(2)点P在数轴上表示的数为m.
①若AP=2BP,求m的值;
②若点P是线段BC上一点,是否存在有理数k,使得kPB-PC的值为定值,如果存在,请求出k的值,如果不存在,请说明理由.
解:(1)设点A,B在数轴上表示的数分别为a,b,
∵点C表示的数为5,AC=10,BC=3,点A,B均在点C的左边,
∴5-a=10,5-b=3,
解得a=-5,b=2,
∴点A在数轴上表示的数为-5,点B在数轴上表示的数为2;
(2)①由(1)可知,点A在数轴上表示的数为-5,点B在数轴上表示的数为2,
∵AP=2BP,
∴点P在点A的右边,
∴AP=m-(-5)=m+5,
当点P在点B的左边时,
∵点P在数轴上表示的数为m,
∴BP=2-m,
∵AP=2BP,
∴m+5=2(2-m),
解得m=;
当点P在点B的右边时,
∵点P在数轴上表示的数为m,
∴BP=m-2,
∵AP=2BP,
∴m+5=2(m-2),
解得m=9;
综上所述,m的值为9或;
②答:存在k,使得kPB-PC的值为定值.
理由:∵点P是线段BC上一点,
∴PB=m-2,PC=5-m,
∴kPB-PC=k(m-2)-(5-m)=km-2k+m-5=(k+1)m-2k-5,
∴当 k+1=0即k=-1时,kPB-PC=-2×(-1)-5=-3为定值,
∴当k=-1时,kPB-PC的值为定值,值为-3.
二、最值问题
(
典型例题
)
【典型例题3】(2024秋•湛江校级期末)大家知道|5|=|5-0|,它在数轴上表示5的点与原点(即表示0的点)之间的距离.又如式子|6-3|,它在数轴上的意义是表示6的点与表示3的点之间的距离.即点A、B在数轴上分别表示数a、b,则A、B两点的距离可表示为:|AB|=|a-b|.根据以上信息,回答下列问题:
(1)数轴上表示2和5的两点之间的距离是 ;数轴上表示-2和-5的两点之间的距离是 ;
(2)点A、B在数轴上分别表示实数x和-1.
①用代数式表示A、B两点之间的距离;
②如果|AB|=2,求x的值.
(3)直接写出代数式|x+1|+|x-4|的最小值及相应的x的取值范围.
解:根据分析,可得(1)数轴上表示2和5的两点之间的距离是:|5-2|=3;
数轴上表示-2和-5的两点之间的距离是:|(-2)-(-5)|=|-2+5|=|3|=3.
(2)①|AB|=|x-(-1)|=|x+1|.
②如果|AB|=2,
则|x+1|=2,
x+1=2或x+1=-2,
解得x=1或x=-3.
(3)∵代数式|x+1|+|x-4|表示数轴上有理数x所对应的点到4和-1所对应的两点距离之和,
∴当-1≤x≤4时,代数式|x+1|+|x-4|的最小值是:|4-(-1)|=5,
即代数式|x+1|+|x-4|的最小值是5,x的取值范围是-1≤x≤4.
故答案为:5,-1≤x≤4.
【典型例题4】(2024秋•惠安县期末)点A、B在数轴上分别表示有理数a,b,则A、B两点之间的距离可以表示为|a-b|.
请根据你的理解,回答下列问题:
(1)用数学符号语言表示:a,b的大小关系;
(2)若a,b异号,a<b,且a+b<0.
①试判断:a 0;(填“<”、“>”、“=”)
②把下面五个数:a,-a,b,-b,0按从小到大的顺序排列,并用“<”连接起来.
(3)已知式子|a+2|+|a-1|表示数轴上有理数a所对应的点分别到数-2和1所对应的点的距离之和.若x为有理数,问式子|x+3|+|x-1|+|x-4|有最小值吗?若有,请写出它的最小值及此时x的值;若没有,请说明理由.
解:(1)若a>0,b>0且|a|>|b|,则a>b,
若a>0,b>0且|a|<|b|,则a<b,
若a<0,b<0且|a|>|b|,则a<b,
若a<0,b<0且|a|<|b|,则a>b,
若a<0,b>0,则a<b,
若a>0,b<0,则a>b.
(2)①若a,b异号,a<b,且a+b<0,则a<0.
故答案为:<.
②数轴见下图:
a<-b<0<b<-a.
(3)∵-3<1<4,
∴当x=1时,有最小值为4-(-3)=7.
(
巩固练习
)
6.我们知道:的几何意义可以理解为数轴上表示数a的点与原点之间的距离.请大家运用相关知识继续探索数轴上多个点之间的距离问题:
(1)数轴上的点A、点B分别是数、3对应的点,则点A与点B之间的距离为 .
(2)再选几个点试试,猜想:若点A、点B分别是数a、b对应的点,则点A与点B之间的距离为 .
(3)若数轴上的点A对应的数为a,且,则点A对应的数为 .
(4)继续利用绝对值的几何意义,探索的最小值是 .
(5)已知数x,y满足,则的最小值是 ,最大值是 .
(1)解:点A、点B间的距离;
故答案为:4;
(2)解:若点A、点B分别是有理数a、b对应的点,
则点A、点B间的距离为;
故答案为:;
(3)解:理解为表示点A到2对应点和对应的点的距离之和为12,而与2对应的点表示的距离为3,
则点A对应的实数为或;
故答案为:或;
(4)解:表示的几何意义:数轴上点x与12的距离与点x与距离的和,
则最小值是;
故答案为:17;
(5)解:原式变形为:,
所以要使等式满足,可得:,
所以的最小值是,最大值是.
故答案为:,11.
7.(2024秋•崇川区校级期末)我们知道,|a|可以理解为|a-0|,它表示:数轴上表示数a的点到原点的距离,这是绝对值的几何意义.进一步地,数轴上的两个点A,B,分别用数a,b表示,那么A,B两点之间的距离为|AB|=|a-b|,反过来,式子|a-b|的几何意义是:数轴上表示数a的点和表示数b的点之间的距离.
(1)利用此结论,回答以下问题:
①数轴上表示2和5的两点之间的距离是 ,数轴上表示1和-3的两点之间的距离是 .
②数轴上表示x和-1的两点A和B之间的距离是 ,如果|AB|=2,那么x为 .
(2)探索规律:①当|x-1|+|x-2|有最小值是 .
②当|x-1|+|x-2|+|x-3|有最小值是 .
③当|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-4|有最小值是 .
(3)规律应用工厂加工车间工作流水线上依次间隔2米排着9个工作台A、B、C、D、E、F、G、H、I,一只配件箱应该放在哪个工作台处,能使工作台上的工作人员取配件所走的路程最短?最短路程是多少米?
(4)知识迁移|x+4|-|x-5|最大值是 ,最小值是 .
解:(1)①数轴上表示2和5的两点之间的距离是:|2-5|=3;
数轴上表示1和-3的两点之间的距离是:|1-(-3)|=4,
故答案为:3;4.
②数轴上表示x和-1的两点A和B之间的距离是:|x-(-1)|=|x+1|,
当|AB|=2,则|x+1|=2,
∴x+1=2或x+1=-2,
由x+1=2解得:x=1,
由x+1=-2解得:x=-3,
∴x的值为:1或-3,
故答案为:|x+1|;1或-3.
(2)①∵|x-1|的几何意义是:在数轴上表示数x、1两点间的距离;
|x-2|的几何意义是:在数轴上表示数x、2两点间的距离;
∴|x-1|+|x-2|的几何意义是:在数轴上表示数x、1两点间的距离与数轴上表示数x、2两点间的距离之和,
根据“两点之间,线段最短”可知:
∴当表示数x的点在数轴上表示数1,2两点构成的线段上时,|x-1|+|x-2|为最小,最小值为数轴上表示数1,2两点之间的距离,即为|2-1|=1,即|x-1|+|x-2|有最小值是1.
故答案为:1.
②∵|x-1|+|x-2|+|x-3|的几何意义是:在数轴上表示数x、1两点间的距离、数轴上表示数x、2两点间的距离、数轴上表示数x、3两点间的距离之和,
根据“两点之间,线段最短”可知:当数轴上表示数x的点与表示2的点重合时,|x-1|+|x-2|+|x-3|为最小,
最小值为数轴上表示数1,3两点之间的距离,即为|3-1|=2,
即|x-1|+|x-2|+|x-3|有最小值是2,
故答案为:2;
③∵|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-4|的几何意义是:
在数轴上表示数x、1两点间的距离、数轴上表示数x、2两点间的距离、数轴上表示数x、3两点间的距离、数轴上表示数x、4两点间的距离之和,
根据“两点之间,线段最短”可知:当表示数x的点在数轴上表示数2,3两点构成的线段上时,|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-4|的值为最小值,
最小值为数轴上表示数1,4两点之间的距离与数轴上表示数2,3两点之间的距离之和,
即为|4-1|+|2-1|=4,
即|x-1|+|x-2|+|x-3|+|x-4|有最小值是4.
故答案为:4.
(3)由(2)可知:当配件箱放在工作台E处时,能使工作台上的工作人员取配件所走的路程最短,最短路程为:2×8+2×6+2×4+2×2=40(米).
(4)∵|x+4|-|x-5|表示的几何意义是:
在数轴上表示数x、-4两点间的距离与数轴上表示数x、5两点间的距离之差,
①当在数轴上表示数x的点在表示数-4点的左侧时,
即x<-4,则x+4<0,x-5<0,
∴|x+4|=-x-4,|x-5|=5-x,
∴|x+4|-|x-5|=-x-4-(5-x)=-9;
②当在数轴上表示数x的点在表示数-4,5两点之间时,
即-4≤x≤5,则x+4>0,x-5<0,
∴|x+4|=x+4,|x-5|=5-x,
∴|x+4|-|x-5|=x+4-(5-x)=2x-1,
③当在数轴上表示数x的点在表示数-4点的右侧时,
即x>5,则x+4>0,x-5>0,
∴|x+4|=x+4,|x-5|=x-5,
∴|x+4|-|x-5|=x+4-(x-5)=9,
∴-9≤|x+4|-|x-5|≤9,
∴|x+4|-|x-5|的最大值是9(x≥5),|x+4|-|x-5|的最小值是-9(x≤-4).
故答案为:9;-9.
8.(2024秋•荔湾区校级期中)同学们都知道:数轴上表示x与a的两点之间的距离可以表示为|x-a|.例如|7-(-4)|表示7与-4之差的绝对值,实际上也可理解为7与-4两数在数轴上所对应的两点之间的距离.请你借助数轴进行以下探索:
(1)若|x-3|=2,则x= .
(2)|x+1|+|x-3|表示数轴上有理数x所对应的点到-1和3所对应的点的距离之和,请你找出所有符合条件的整数x,使得|x+1|+|x-3|=4,这样的整数是 .
(3)请你找出所有符合条件的整数x,使得|x+10|+|x+2|+|x-8|=18,这样的整数是 .
(4)继续探索:2|x-10|+3|x-2|+|x+8|是否有最小值?如果有,最小值是多少?此时x的取值是多少?如果没有,说明理由.
(5)若动点A,B,C分别从数轴上表示-8,2,10的位置沿数轴正方向运动,速度分别为2个单位每秒,4个单位长度每秒,8个单位长度每秒.若点A,点O(O为数轴原点)中间的点为P,点O和点B中间的点为M,点O和点C中间的点为N,若k•PM-MN为常数,则k的值是多少?
解:(1)由|x-3|=2可分:
当x-3=2时,则有x=5;
当x-3=-2时,则有x=1;
故答案为:1或5;
(2)如图,
当x对应的数在-1与3之间(包含-1与3),
即-1≤x≤3时,|x+1|+|x-3|=AB+BC=x+1+3-x=4,
∴这样的整数有-1、0、1、2、3,
当x对应的数在-1的左边或3右边时,显然|x-3|>4或|x+1|>4,
此时|x+1|+|x-3|>4不合题意.
故答案为:-1、0、1、2、3;
(3)∵|x+10|+|x-8|表示数轴上有理数x所对应的点到-10和8所对应的点的距离之和,如图,
当x对应的数在-10与8之间(包含-10与8),
即-10≤x≤8时,|x+10|+|x-8|=AB+BC=x+10+8-x=18,
当x对应的数在-10的左边或8右边时,显然|x-8|>18或|x+10|>18,
∴此时|x+10|+|x-8|>18,
综上所述:|x+10|+|x-8|的最小值是18,
当且仅当-10≤x≤8时,取最小值18,
又∵|x+2|≥0,当且仅当x=-2时,取最小值0,
∴当且仅当x=-2时,|x+10|+|x+2|+|x-8|取最小值18;
故答案为:-2;
(4)同理可得:|x-10|+|x-2|的最小值是8,
当且仅当2≤x≤10时取最小值8,
|x-10|+|x+8|的最小值是18,
当且仅当-8≤x≤10时取最小值18,
|x-2|≥0,当且仅当x=2时,取最小值0,
∴当且仅当x=2时,
(2|x-10|+3|x-2|+|x+8|)min=(|x-10|+|x-2|)+(|x-10|+|x+8|)+2|x-2|=8+18+2×0=26;
(5)设时间为t,则点A可表示-8+2t,点B可表示2+4t,点C可表示10+8t,
∴OA的中点P为,
OB的中点M为,
OC的中点N为,
由条件可知P在M的左边,M在N的左边,
∴PM=5+t,MN=4+2t,
∴k•PM-MN=k(5+t)-(4+2t)=5k+kt-4-2t=5k+(k-2)t-4,
∴k-2=0,
∴k=2.
9.(2024秋•旌阳区校级月考)阅读以下材料,唐代文学家韩愈曾赋诗:“天街小雨润如酥,草色遥看近却无”,当代印度诗人泰戈尔也写道:“世界上最遥远的距离,不是瞬间便无处寻觅;而是尚未相遇,便注定无法相聚”,距离是数学、天文学、物理学中的热门话题,唯有对宇宙距离进行测量,人类才能掌握世界的尺度,已知点P,Q在数轴上分别表示有理数p,q,两点P,Q之间的距离表示为PQ=|p-q|,回答以下问题:
(1)若点P表示的数为-1,点Q表示的数为3,则P、Q两点之间的距离PQ= ;
(2)若数轴上表示x和-3的两点之间的距离是4,则:x= ;
(3)当x的取值范围是 时,代数式|x+2|+|x-3|有最小值,最小值是 ;
(4)结合数轴求出|x+2|+|x-1|+|x-3|的最小值为 ,此时x为 ;
(5)请根据上面的规律求|x-1|+|x-2|+|x-3|+⋯+|x-2001|的最小值为 .
解:(1)PQ=|3-(-1)|=4;
故答案为:4;
(2)由题意,x=-3-4=-7或x=-3+4=1;
故答案为:-7或1;
(3)∵|x+2|+|x-3|表示数轴上数x到数-2,3之间的距离之和,
∴当-2≤x≤3时,|x+2|+|x-3|最小值为:3-(-2)=5;
故答案为:-2≤x≤3;5;
(4)当x=1时,|x+2|+|x-1|+|x-3|的最小值为3-(-2)=5;
故答案为:5,1;
(5)当时,|x-1|+|x-2|+|x-3|+⋯+|x-2001|的值最小,为:2(1+2+3+…+1000)=2××(1+1000)×1000=1001000.
(2024秋•泗水县期中)数轴是初中数学的一个重要工具,利用数轴可以将数与形完美结合.通过研究数轴,我们发现了许多重要的规律,比如:数轴上点A和点B表示的数为a,b,则A,B两点之间的距离AB=|a-b|,若a>b,则可化简为AB=a-b.若点P为数轴上一动点,点P对应的数记为a,请你利用数轴解决以下问题:
(1)若点P与表示有理数-2的点的距离是3个单位长度,则a的值为 ;
(2)若数轴上点P位于表示-5的点与表示2的点之间,则|a-2|+|a+5|= ;
(3)若数轴上比a小2的数用b表示,比a大5的数用c表示,则|b-2|+|c+5|的最小值为 .
解:(1)由题意可得:|a-(-2)|=3,
∴a+2=3或a+2=-3,
a=1或a=-5,
故答案为:1或-5;
(2)∵|a-2|+|a+5|表示点P到2和-5的距离和,
∴|-5-2|=7,
∴|a-2|+|a+5|=7,
故答案为:7;
(3)∵数轴上比a小2的数用b表示,
∴b=a-2,
∵比a大5的数用c表示,
∴c=a+5,
∴|b-2|+|c+5|=|a-4|+|a+10|,
∵|a-4|+|a+10|表示数轴上表示数a的点到表示数-10与4的点的距离之和,
当-10≤a≤4时,|a-4|+|a+10|有最小值14,
故答案为:14.
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