内容正文:
专题02 有理数数轴上的动点问题(8大题型)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、单动点问题(简单运动类) 1
题型二、单动点问题(规律变化类) 2
题型三、双动点问题(匀速运动类) 3
题型四、双动点问题(变速运动类) 5
题型五、多动点问题 6
题型六、动点中的定值、无关问题 8
题型七、几何图形在数轴上的运动问题 8
题型八、数轴上掉头运动问题 8
B综合攻坚・能力跃升
【解决技巧】数轴动点问题本学期必考压轴题型,是高分考生必须要攻克的一块内容,对考生的综合素养要求较高.
【解题技巧】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:一般用含有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:
1、要注意动点是否会来回往返运动.
2、学会用含字母的式子表示运动的距离;
题型一:单动点问题(简单运动类)
1.在数轴上有一个动点从原点出发,每次向正方向或负方向移2个单位长度,经过4次移动后,动点落在表示数4的点上,则动点的不同运动方案共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【答案】C
【分析】根据数轴的特点找出几种不同的路线即可.本题考查的是数轴,熟知有理数与数轴上的点是一一对应关系是解答此题的关键.
【详解】解:动点的运动方案有:
;
;
;
;共4种.
故选:C
2.如图,一个动点从原点开始向左运动,每秒运动1个单位长度,并且规定:每向左运动3秒就向右运动2秒,则该动点运动到第2025秒时所对应的数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意利用运动周期找出规律,解题关键是抓住运动周期5秒.一个动点从原点开始向左运动,每秒运动1个单位长度,并且规定:每向左运动3秒就向右运动2秒,可知该点运动周期为5秒,每5秒向左运动一个单位,,即可求解.
【详解】解:一个动点从原点开始向左运动,每秒运动1个单位长度,并且规定:每向左运动3秒就向右运动2秒,
该点运动周期为5秒,每5秒向左运动一个单位,
,
该点运动到2025秒时对应的数为,
故选:A.
3.数轴上一动点A,向左移动2个单位长度到B,再向右移动3个单位长度到C点,若点 C表示的数为5,则点A表示的数为 .
【答案】4
【分析】本题考查了数轴,画出数轴,然后确定出点C的位置,再向左移动3个单位确定出点B,向右移动2个单位确定出A,即可得解,逆向思维确定出各点的位置是解题的关键,作出图形更形象直观.
【详解】解:如图所示:
点表示的数为4,
故答案为:.
4.已知在数轴上有三个点,点A表示的数是,点B表示绝对值最小的数,点C表示的数是最大的负整数.
(1)在数轴上把三点表示出来,并比较这三个点表示的数的大小;(用“<”号连接)
(2)直接写出如何移动点C,可以使它到点A和点B的距离相等.
【答案】(1)见解析,
(2)见解析
【分析】本题考查了绝对值的意义,数轴上表示有理数,数轴上两点间的距离,运用数轴比较有理数的大小,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)先得出点B表示的数是0,点C表示的数是再在表示数轴表示各个数,最后比较大小,即可作答.
(2)依题意,点C向左移动1个单位长度后,即移动后点C表示的数是即可满足到点A和点B的距离相等.
【详解】(1)解:∵点B表示绝对值最小的数,点C表示的数是最大的负整数,
∴点B表示的数是0,点C表示的数是
∵点A表示的数是,
则三点在数轴上表示如图所示.
根据数轴上左边的数小于右边的数可知,.
(2)解:∵点B表示的数是0,点C表示的数是点A表示的数是
∴点C向左移动1个单位长度后,即移动后点C表示的数是可以使它到点A和点B的距离相等.
5.如图,在一条不完整的数轴上一动点向左移动6个单位长度到达点,再向右移动10个单位长度到达点.
(1)①若点表示的数为0,则点点表示的数分别为:_________、_________;
②若点表示的数为1,则点、点表示的数分别为:_________、_________;
(2)如果点表示的数互为相反数,则点表示的数为_________.
(3)若点表示原点,则距离点三个单位长度的点表示的有理数是_________.
【答案】(1)①,4;②
(2)
(3)或
【分析】(1)①根据数轴上点移动的规律:左减右加即可得到点B,C表示的数;②根据数轴上点移动的规律:左减右加即可得到点B,A表示的数;
(2)设点A表示的数是a,表示出点表示的数,根据相反数的意义得到,求出a,再根据点移动的规律得到点表示的数;
(3)先求出点B表示的数,再根据数轴上点移动的规律得到答案.
【详解】(1)①∵点A示的数为0,点A左移动6个单位长度到达点,
∴点B表示的数是,
∵点向右移动10个单位长度到达点.
∴点C表示的数是
故答案为:,4;
②∵点表示的数为1,点向右移动10个单位长度到达点.
∴点B表示的数是,
∵点A左移动6个单位长度到达点,
∴点A表示的数是,
故答案为:;
(2)设点A表示的数是a,
∵点向左移动6个单位长度到达点,再向右移动10个单位长度到达点.
∴点表示的数是,
∵点表示的数互为相反数,
∴,得,
即点A表示的数是,
∴点表示的数为,
故答案为:;
(3)∵点表示原点,点A左移动6个单位长度到达点,
∴点表示的数是,
∴距离点三个单位长度的点表示的有理数是或,
故答案为:或.
【点睛】此题考查了数轴上点移动的规律:左减右加,熟练掌握点移动的规律是解题的关键.
题型二:单动点问题(规律变化类)
6.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
【分析】本题考查了数轴上的动点问题,根据移动的方向、速度和规律进行计算找出运动的规律即可求解.根据点运动的规律可知每运动秒,点就向左移动个单位长度,秒中共有个秒,所以第秒时点对应的数是.
【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.
7.一动点P从数轴上的原点出发,沿数轴的正方向以每前进5个单位,后退3个单位的程序运动,已知P每秒前进或后退1个单位,设表示第n秒点P在数轴的位置所对应的数如=4,=5,=4,则为( )
A.504 B.505 C.506 D.507
【答案】C
【分析】本题应先解出点P每8秒完成一个循环,解出对应的数值,再根据规律推导出答案.
【详解】解:依题意得,点P每8秒完成一个前进和后退,即前8个对应的数是1、2、3、4、5、4、3、2;
9~16是3、4、5、6、7、6、5、4.
根据此规律可推导出,2012=8×251+4,
故x2012=251×2+4=506.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了数轴,解答此题的关键是找出循环的规律.
8.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】
【分析】本题主要考查了数轴上的点表示数,数轴上两点之间的距离,
先根据规律得出各点表示的数,进而求出点2023次跳动的点表示的数,再求出的中点,然后根据两点之间的距离得出答案.
【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:.
9.如图,一动点的初始位置位于数轴上的原点,现对该动点做如下移动:第1次从原点向右移动1个单位长度至点,第2次从点向左移动3个单位长度至点,第3次从点向右移动6个单位长度至点,第4次从点向左移动9个单位长度至点,…依此类推,移动2020次后该动点在数轴上表示的数为 .
【答案】-3029
【分析】根据数轴上点的坐标变化和平移规律(左减右加),分别求出点所对应的数,进而求出点到原点的距离;然后对奇数项、偶数项分别探究,找出其中的规律(相邻两数都相差3),写出表达式就可解决问题.
【详解】解:由题意可得:移动1次后该点对应的数为(1为正数);
移动2次后该点对应的数为(-2为负数),
移动3次后该点对应的数为(4为正数),
移动4次后该点对应的数为(-5为负数),
移动5次后该点对应的数为(7为正数),
∴移动奇数次后该点所表示的数为;
移动偶数次后该点所表示的数为.
∴移动2020次后该点所表示的数为.
故答案为:-3029.
【点睛】本题考查了数轴,以及用正负数可以表示具有相反意义的量,还考查了数轴上点的坐标变化和平移规律(左减右加),考查了一列数的规律探究.对这列数的奇数项、偶数项分别进行探究是解决这道题的关键.
10.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】
【分析】本题是一道与数轴有关的规律型试题.观察发现奇数次移动为向左移动,偶数次移动为向右移动,然后再观察每两次平移,点A实际移动的距离,然后计算,即可解答.
【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:.
题型三:双动点问题(匀速运动类)
11.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
【分析】本题考查了数轴上点的运动规律,数轴上两点之间的距离公式,掌握数轴上点的运动规律是解题的关键.
根据数轴上点的运动规律及数轴上两点之间的距离公式即可解答.
【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.
12.如图,已知数轴上点表示的数为6,点是数轴上在点左侧的一点,且、两点间的距离为10,动点从点出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动.
(1)数轴上点表示的数是 ;
(2)运动1秒时,点表示的数是 ;
(3)动点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点、同时出发.当点运动 秒时,点与点相遇.
【答案】 0 5
【分析】(1)根据数轴与实数的一一对应关系,由AB的长,及点是数轴上在点A左侧的一点,可求出点B表示的数;
(2)利用1秒后,点P表示的数=点A表示的数为-点P运动的路程,即可解题;
(3)当点与点相遇时,即点与点表示的数相同,据此列一元一次方程,解一元一次方程即可解题.
【详解】解:(1)点A表示的数为6,点是数轴上在点A左侧的一点,两点间的距离为10,
点B表示的数为610=4,
故答案为:4;
(2)运动1秒时,点P表示的数为:66=0,
故答案为:0;
(3)当运动时间为t秒时,点P表示的数为:66t, 点Q表示的数为:44t,
点与点相遇时,即点与点表示的数相同,
66t=44t,
2t=10,
t=5
故答案为:5.
【点睛】本题考查数轴、一元一次方程的应用等知识,掌握数轴上两点间的距离公式、正确列出一元一次方程是解题关键.
13.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到原点O的距离;
(2)当时,求点Q到原点O的距离;
(3)当点Q到点A的距离为4时,求点P到点Q的距离.
【答案】(1)6
(2)2
(3)6或10或22
【分析】本题考查了数轴上的动点问题,两点间的距离,在数轴上表示有理数,熟练掌握数轴上两点之间距离的表示方法是解题的关键.
(1)计算出点Q运动的路程,即可解答;
(2)计算出点Q的运动路程,即可解答;
(3)分三种情况,点在还没达到原点,点Q到点A的距离为4;到达原点后返回未经过点A,与点A的距离为,返回经过点A后,与点A的距离为,再计算时间,即可得到点运动的路程,即可解答.
【详解】(1)解:∵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,
∴当时,,
∵在数轴上点A表示的数是8,
∴,
∴,
∴当时,点到原点的距离为6;
(2)解:∵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
∴当时,点运动的距离为,
∵在数轴上点A表示的数是8,
∴,
∴,
∴当时,点到原点的距离为2;
(3)解:当点到点A的距离为4时,
分两种情况讨论:
①点向左运动还没达到原点时,
∵在数轴上点A表示的数是8,
∴,
∵,
∴
运动时间为(秒),
∴;
∴;
②点向右运动时且还没经过点时,
∵,
∴,
运动时间为(秒),
∴;
∴;
③点向右运动时且经过点后,
∵,
∴,
运动时间为(秒),
∴;
∴;
综上,点P到点Q的距离为6或10或22.
14.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
【分析】(1)由已知得,则,因为点 B在原点左边,即可求出; 当点P运动到的中点时,它所表示的数是,计算即可求出;
(2)①点P运动t秒时追上点Q,由于点P要多运动10个单位才能追上点Q,则,然后解方程得到,得到点P运动距离为,再根据和P点在负半轴,即可求出;②分两种情况:当点P运动a秒时,不超过Q,则;超过Q,则;由此求得答案即可.
此题考查的知识点是两点间的距离及数轴,根据已知得出各线段之间的等量关系是解题的关键.
【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.
15.如图,已知数轴上两点对应的数分别为、,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.
(1)(填空)若点P从B开始向左移动6个单位长度,则______.若点P向左移动到与点A距离3个单位长度时,则点P对应的数是______.
(2)(填空)当点P从点B以每秒3个单位长度的速度向右移动,则t秒后P点表示的数是______,此时若将数轴折叠,使与3表示的点重合,则点P与数______表示的点重合(用含t的式子表示);
(3)若点P从A点出发沿数轴的负方向移动,速度为每秒1个单位长度,同时点Q从B出发同向移动,速度为每秒3个单位长度,设运动时间为t,在移动过程中,是否存在某一时刻t,使得点Q与点P之间的距离等于2个单位长度,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);2或-4
(2)
(3)存在,或
【分析】此题主要考查了一元一次方程的应用,以及数轴,关键是理解题意,表示出两点之间的距离, 利用数形结合法列出方程.
(1)根据点的移动过程可以得到答案;
(2)先根据移动得到P点表示的数,然后根据中点坐标公式解题即可;
(3)先写出点P和点Q对应的数,然后根据题意列方程,求解即可.
【详解】(1)已知数轴上两点对应的数分别为、,
点P从B开始向左移动6个单位长度,
则,
当点P向左移动到与点A距离3个单位长度时,
点P对应的数是或.
(2)点P从点B以每秒3个单位长度的速度向右移动,
则t秒后P点表示的数是,
数轴折叠,使与3表示的点重合,
折叠中心为,
折叠后,点P与数表示的点重合.
(3)存在,
t秒后,点P所在的位置表示的数为,
点Q所在的位置表示的数为,
点Q与点P之间的距离,
当等于2个单位长度时,
,即或,
解得或.
存在t使得点Q与点P之间的距离等于2个单位长度,此时或
题型四:双动点问题(变速运动类)
16.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
【分析】本题考查了一元一次方程数轴上的点的运动问题,涉及绝对值方程、一元一次方程以及点的运动规律.需要通过解析方程和运动状态求解点的位置与时间关系.
(1)本题主要考查了非负数的性质,根据有理数的特征、非负数的性质即可解答;掌握几个非负数的和为 0,则每个非负数都为 0 成为解题的关键;
(2)由题意可知,,结合两点距离公式求解绝对值方程即可,注意检验点P在点C左侧;
(3)根据C到达O点前,以及C到达O点后进行分类讨论,注意转折点对方程产生的影响.
【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.
17.已知点M、N在数轴上分别表示有理数m、n,M、N两点之间的距离表示为,则在数轴上M、N两点之间的距离,如图1,A、B两点在数轴上对应的数分别为和6.
(1)直接写出A、B两点之间的距离______;
(2)若在数轴上存在一点C,使得C到B的距离是到A的距离的2倍,求点C表示的数;
(3)如图2,现有动点P、Q,若点P从点A出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴在之间进行往返运动,点P出发的同时点Q从点B出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴一直向左运动,求当时,时间t的取值.
【答案】(1)
(2)或
(3)或或或或
【分析】本题考查了数轴上表示有理数,数轴两点间的距离,绝对值方程,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据A、B两点在数轴上对应的数分别为和6,得出,即可作答.
(2)进行分类讨论,则点C在B点的右边;当点C在A点与B点的之间,当点C在A点的左边,分别运用数轴两点间的距离进行列式计算,即可作答.
(3)考虑,则点P表示的数是,列式,解得或,点P第一次从点往点移动时,则点P表示的数是,得,解得或;当点P第二次从出发,列式,解得.据此即可作答.
【详解】(1)解:∵A、B两点在数轴上对应的数分别为和6.
∴
∴A、B两点之间的距离为;
(2)解:设点C在数轴上表示有理数c,
点C在B点的右边,则结合数轴,,
不满足C到B的距离是到A的距离的2倍,故舍去;
当点C在A点与B点的之间,
∵A、B两点在数轴上对应的数分别为和6,C到B的距离是到A的距离的2倍,
则
解得,
当点C在A点的左边,
∵A、B两点在数轴上对应的数分别为和6,C到B的距离是到A的距离的2倍,
则
解得,
∴点C表示的数为或;
(3)解:依题意,时间为t,
点Q表示的数是,
∵,
∴,
∴则点P表示的数是,
∵,
∴,
即,
∴或,
解得或,
当点P表示的数去到点,且点P第一次从点往点移动时,
则,
∴则点P表示的数是,
∵,
∴,
,
即或,
此时或,
当点P刚好回到,此时点Q表示的数是,
∵,
∴,
∵,
∴当点P第二次从A出发,,
则点P表示的数是,
∵,
∴,
∴,
综上或,或或.
18.已知两点在数轴上,与互为相反数,点表示的数是,且.
(1)点表示的数为______;
(2)如图1,当点位于原点的同侧时,动点分别从点处在数轴上同时相向而行,动点的速度是动点的速度的1.5倍,4秒后两动点相遇,当动点到达点时,运动停止.在整个运动过程中,是否存在某个时刻(秒),使得两点的距离为5,若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由;
(3)如图2,当点位于原点的异侧时,动点分别从点处在数轴上向右运动,动点比动点晚出发1秒;当动点运动2秒后,动点到达点处,此时动点立即掉头以原速向左运动3秒恰与动点相遇;相遇后动点又立即掉头以原速的2倍向右运动6秒,此时动点到达点处,动点到达点处,当时,求动点的原速和运动的速度.
【答案】(1)11或
(2)的值为2或6;
(3)动点运动的速度为;动点的原速为或
【分析】本题主要考查了数轴,数轴上点的特征,相反数的意义,一元一次方程的应用,依据题意列出方程是解题的关键.
(1)利用相反数的意义和分类讨论的思想方法解答即可;
(2)利用已知条件列出关于的方程,解方程即可得出结论;
(3)由题意求得点的运动时间为5秒,运动距离为10,则点的速度可求;设动点的原速为,利用代数式表示出,的长度,利用列出方程解答即可.
【详解】(1)解:与互为相反数,
.
设点表示的数为,
点表示的数是,且,
,
或.
故答案为:11或;
(2)解:在整个运动过程中,存在某个时刻(秒),使得,两点的距离为5,的值为2或6.理由:
当点、位于原点的同侧时,
,.
设动点的速度为,则动点的速度是,
秒后两动点相遇,
,
.
,两点运动(秒)后,使得,两点的距离为5,
或,
解得:或6.
在整个运动过程中,存在某个时刻(秒),使得,两点的距离为5,的值为2或6;
(3)解:动点比动点晚出发1秒,当动点运动2秒后,动点到达点处,此时动点立即掉头以原速向左运动3秒恰与动点相遇,
,两点在点处相遇,此时点的运动时间为5秒,距离为10,
运动的速度为;
设动点的原速为,则,,
由题意得:,
,
或.
动点的原速为或.
19.七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”.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,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2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B需要______秒;
(2)动点P从点A出发,运动t秒至点B和点C之间时,则点P表示的数______(用含t的式子表示);
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查数轴上动点计算问题及数轴上两点间距离问题,解题的关键是理解题意并掌握相关的知识.
(1)根据时间路程速度,即可求解;
(2)由探索1可得在段运动时间为:秒,进而得到,结合点表示,即可求解.
【详解】(1)解: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);
(2)解: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:.
20.如图,已知数轴上A,B,C三个点表示的数分别是a,b,c,且,若点A沿数轴向右移动12个单位长度后到达点B,且点A,B表示的数互为相反数.
(1)a的值为 ,的值为 ;
(2)动点P,Q分别同时从点A,C出发,点P以每秒1个单位长度的速度向终点C移动,点Q以每秒m个单位长度的速度向终点A移动,点P表示的数为x.
①若点P,Q在点B处相遇,求m的值;
②若点Q的运动速度是点P的2倍,当点P,Q之间的距离为2时,求此时x的值.
【答案】(1)
(2)① ②或
【分析】根据两点间的距离为且两点表示的数互为相反数即可求; 再根据绝对值为非负数求出,从而得出结论;
①根据相遇时走的路程是,根据速度时间路程列方程求出的值;②根据点的路程之差的绝对值等于列出方程,解方程即可.
【详解】(1)∵,
∴,
∵, 互为相反数,
∴,
∴,
故答案为: ;
(2)①∵点的速度是每秒个单位长度,点在点处相遇, ,
∴点从点运动到点所用时间为秒,
∵,
∴,
解得
②设运动时间为秒,
根据题意:,
解得或
或
∴或
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,路程、速度与时间关系的应用,两点间距离公式的应用,进行分类讨论是解题的关键.
题型五:多动点问题
21.已知数轴上两点A、B对应的数分别为、3,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)1
(2)或4
(3)点P所经过的总路程是个单位长度
【分析】(1)若点P对应的数与、3差的绝对值相等,则点P到点A,点B的距离相等.
(2)根据当P在A的左侧以及当P在B的右侧分别求出即可;
(3)设经过a分钟点A与点B重合,根据点A比点B运动的距离多4,列出方程,求出a的值,即为点P运动的时间,再乘以点P运动的速度,可得点P经过的总路程.
【详解】(1)∵,2的绝对值是2,
,的绝对值是2,
∴点P对应的数是1.
(2)当P在之间,(不可能有)
当P在A的左侧,,得
当P在B的右侧,,得
故点P对应的数为或4;
(3)设经过a分钟点A与点B重合,根据题意得:
,
解得.
则.
答:点P所经过的总路程是个单位长度.
【点睛】此题考查动点问题,解题关键是正确表示点和点直接的距离,以及根据数量关系列方程求解.
22.已知多项式的常数项是a,次数是在数轴上分别表示的点是(如图),点A与点B之间的距离记作.
(1)求的值;
(2)求的长;
(3)动点P从数1对应的点开始向右运动,速度为每秒1个单位长度.同时点A,B在数轴上运动,点A,B的速度分别为每秒2个单位长度,每秒3个单位长度,运动时间为t秒.若点A向右运动,点B向左运动,,求t的值.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)根据多项式的次数和常数项的定义,即可进行解答;
(2)用点A到原点的距离加上点B到原点的距离即可;
(3)根据数轴上两点之间的距离,将和的长度表示出来,进行分类讨论即可.
【详解】(1)解:∵多项式,次数为30,常数项为,
∴.
(2)∵,
∴点A表示,点B表示30,
∴.
(3)∵经过t秒后,点P运动到数对应的点,
点A运动到数对应的点,
点B运动到数对应的点,
∴,,
∵,
∴,
解得:.
或,
则,
解得:.
综上:或.
【点睛】本题主要考查了用数轴上点表示数,数轴上两点之间的距离,解题的关键是熟练掌握数轴上两点之间距离的表示方法.
23.已知数轴上两点A、B对应的数分别是,M、N、P为数轴上三个动点,点M从A点出发,速度为每秒2个单位,点N从点B出发,速度为M点的3倍,点P从原点出发,速度为每秒1个单位.
(1)若点M向右运动,同时点N向左运动,求多长时间点M与点N相距46个单位?
(2)若点M、N、P同时都向右运动,求多长时间点P到点M,N的距离相等?
(3)当时间t满足时,M、N两点之间,N、P两点之间,M、P两点之间分别有47个、37个、10个整数点,请直接写出t1,t2的值.
【答案】(1)4;
(2)或;
(3)4或
【分析】(1)利用M、N之间的距离为最初的距离加上各自行驶的路程即可得到一个关于t的方程,解方程即可得出答案;
(2)先将M,N,P三点在数轴上的位置用含t的代数式表示出来,然后分点N在点P左侧和点N在点P右侧两种情况分别讨论即可;
(3)根据M,N,P之间整数点的个数,可以确定出M,N,P三点的位置,从而找到,的值.
【详解】(1)解:设运动时间为t秒,
由题意可得:,
∴,
∴运动4秒点M与点N相距46个单位;
(2)解:设运动时间为t秒,
由题意可知:M点运动到,N点运动到,P点运动到t,
由得,
解得t或,
∴运动或时点P到点M,N的距离相等;
(3)解:由题意可得:M、N、P三点之间整数点的多少可看作它们之间距离的大小,
M、N两点距离最大,M、P两点距离最小,可得出M、P两点向右运动,N点向左运动.
①当时,P在4,M在14,N在,
再往前一点,之间的距离即包含10个整数点,之间有37个整数点;
②当N继续以6个单位每秒的速度向左移动,P点向右运动,
若N点移动到时,此时N、P之间仍为37个整数点,
若N点过了时,此时N、P之间为38个整数点
故,
∴,.
【点睛】本题主要结合数轴考查了点在数轴上的移动,能够根据题中信息利用方程的思想建立关于t的方程是解题的关键.
24.已知,数轴上有两点A、 B对应的数分别为−1,5,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.
(1)若点P到点A、B的距离相等,求点A、B的距离及x的值.
(2)数轴上是否存在点P,使得点P到点A、B的距离之和最小?若存在,请求出最小值;并求出取得最小值时x可以取的整数值;若不存在,说明理由.
(3)点A、 B分别以3个单位长度/秒,2个单位长度/秒的速度向右运动,同时点P以4个单位长度/秒的速度从O点向左运动,当遇到A时,点P立即以不变的速度向右运动,当遇到B时,点P立即以不变的速度向左运动,并不停往返于点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)−1,5,2;(2)存在,最小值为6,x可以取的整数值有−1、0、1、2、3、4、5;(3)48
【分析】(1)根据数轴上的两点距离公式和中点公式列式求解即可;
(2)分类讨论点P分别在点A左侧、点A、点B之间、点B右侧时分别求出,进行比较即可求出最小值;
(3)设经过t分钟点A与点B重合,根据点A比点B运动的距离多6,列出方程,求出t的值,即为点P的运动时间,再乘以点P运动的速度,即可得点P所经过的总路程.
【详解】解:(1)∵点A、 B对应的数分别为−1,5,
∴,即点A、B的距离为6;
∵点P到点A、B的距离相等,则P为AB中点,
则有:,所以;
(2)数轴上存在点P,使得点P到点A、B的距离之和最小,
当点P在点A左侧时,点P到点A、B的距离之和为:PA+PB=2PA+AB=2PA+6,
当点P在点A、点B之间时,点P到点A、B的距离之和为:PA+PB=AB=6,
当点P在点B右侧时,点P到点A、B的距离之和为:PA+PB=2PB+AB=2PA+6,
所以当点P在点A、点B之间时(含点A、点B),点P到点A、B的距离之和最小,最小值为6,
点A、点B之间的整数值有−1、0、1、2、3、4、5,即为x可以取的整数值;
(3)设经过t分钟点A与点B重合,依题意得:
−1+3t=5+2t+6,解得:t=12,
所以4t=4×12=48,
所以点P所经过的总路程是48个单位长度.
【点睛】本题考查了数轴上两点距离和中点、路程问题;题目较长,比较复杂,读题是一个难点,所以解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.
25.定义:若线段上有一点,当时,则称点为线段的中点.已知数轴上,两点对应数分别为和,,为数轴上一动点,对应数为.
(1)若点为线段的中点,则点对应的数为______.若为线段的中点时则点对应的数为______.
(2)若点、点同时向左运动,它们的速度都为1个单位长度/秒,与此同时点从-16处以2个单位长度/秒向右运动.
①设运动的时间为秒,直接用含的式子填空
______;______.
②经过多长时间后,点、点、点三点中其中一点是另外两点的中点?
【答案】(1)1 ,10;(2)①或(或者写),或(或者写),②或或
【分析】(1)根据线段中点的定义得出规律,再利用规律解答即可.
(2)①根据题意得出A、B、P表示的数,从而得出结论;
②分三种情况讨论:若P为AB的中点,若A为BP的中点,若B为AP的中点,根据(1)所得结论列方程求解即可.
【详解】(1)∵P为线段AB的中点,∴AP=PB,
∴x-a=b-x,2x=a+b,
∴x=;
若B为线段AP的中点,则2b=a+x,解得:x=2b-a=8-(-2)=10.
故答案为:1,10.
(2)由题意得:A表示的数为-2-t,B表示的数为:4-t,P表示的数为:-16+2t.
①AP=|(-16+2t)-(-2-t)=|14-3t|,BP=|(-16+2t)-(4-t)|=|20-3t|,∴AP=-3t+14或14-3t;
BP=20-3t或3t-20.
故答案为:-3t+14或14-3t;20-3t或3t-20.
②分三种情况讨论:
若P为AB的中点,则:2(-16+2t)=(-2-t)+(4-t),解得:t=;
若A为BP的中点,则:2(-2-t)=(-16+2t)+(4-t),解得:t=;
若B为AP的中点,则:2(4-t)=(-2-t)+(-16+2t),解得:t=.
综上所述:t的值为: 或或时, 点、点、点三点中其中一点是另外两点的中点.【点睛】本题考查了非负数的性质,数轴,两点间的距离,一元一次方程的应用,运用方程思想、分类讨论思想结合是解题关键.
题型六:动点中的定值、无关问题
26.如图所示,点A、B、C、D在数轴上对应的数分别为a、b、c、d,其中a是最大的负整数,b、c满足,且.
(1)____________;_____________;线段____________;
(2)若点A以每秒3个单位长度的速度向左运动,同时点C以每秒5个单位长度的速度向左运动,设运动的时间为t秒,当A、C两点之间的距离为11个单位长度时,求运动时间t的值;
(3)若线段和同时开始向右运动,且线段的速度小于线段的速度.在点A和点C之间有一点M,始终满足,在点B和点D之间有一点N,始终满足,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),,
(2)运动时间为12秒或1秒
(3)
【分析】本题主要考查了数轴上两点之间的距离,数轴上动点问题,
(1)根据题意和平方绝对值的非负性可求出a,b,c,用点B表示的数减去点A表示的数,即可求解;
(2)运动t秒后点A表示的数为,点B表示的数为,根据A、C两点之间的距离为11个单位长度列式求解即可;
(3)设运动时间为t秒,线段的速度为a,线段的速度为b,根据题意表示出即可求解
【详解】(1)解:∵a是最大的负整数,
∴;
∵,
∴,解得,
∴;
故答案为:;
(2)解:由题意得:运动t秒后点A表示的数为,点B表示的数为,
∵A、C两点之间的距离为11个单位长度,
∴,
∴或,
解得:或,
∴运动时间为12秒或1秒;
(3)解:线段为定值;
设运动时间为t秒,线段的速度为a,线段的速度为b,
由(1)得:,,
∵,
∴,
则点A:,点B:,点C:,点D:,
∵点A和点C之间有一点M,始终满足,在点B和点D之间有一点N,始终满足,
∴,,
∴.
27.解答题
【知识准备】
若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为的中点,则我们有中点公式:点M对应的数为
(1)在一条数轴上,O为原点,点C对应的数为c,点D对应的数为d,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1个单位长度的速度向左运动,同时点Q从点D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为何值时,的中点所对应的数为10?
【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:.
①填空: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B的五等分点,则我们有五等分点公式:点M对应的数为______.
②在(2)的条件下,若E是最靠近Q的五等分点,F为的中点,则是否存在t,使得为定值?若存在,请求出t的取值范围和此时的定值.
【答案】(1);(2);(3)当时,存在定值,为
【分析】此题主要考查了有理数与数轴,绝对值的意义,理解题意,读懂题目中新定义的分点公式,熟练掌握绝对值的意义,运用分类讨论思想进行分类讨论是解决问题的关键.
(1)先由非负数的性质求出,进而可得的中点N所对应的数;
(2)首先依题意求出点P所表示的数为:,点Q所表示的数为:,然后根据的中点所对应的数为10,得,由此解出t即可;
(3)①依题意可得出M对应的数;②由(2)可知:点P所表示的数为:,点Q所表示的数为:,再求出点E所表示的数为,点F所表示的数为,进而求出,,从而得,然后根据绝对值的意义进行分类讨论即可得出答案.
【详解】解:(1),
,
,
点N是的中点,
的中点N所对应的数为:,
故答案为:;
(2)由题意可得,点P表示的数为,点Q表示的数为.
,
解得,
∴当时,的中点所对应的数为10;
(3)①根据题意:五等分点公式:点M对应的数为:;
②由题意,得点E表示的数为,点F所表示的数为
,
,
当时,,不是定值
当时,,是定值
当时,,不是定值
∴当时,存在定值,为.
28.【问题背景】
我们知道的几何意义是:在数轴上数对应的点到原点的距离,这个结论可以推广为:表示在数轴上数,对应点之间的距离.在数轴上,点,的位置如图所示,.
【问题解决】
(1)的几何意义是______.
(2)如果点为数轴上一点,它所表示的数为,点在数轴上表示的数为,那么______(用含的代数式表示).
【关联运用】
(1)运用一:代数式的最小值为______.
(2)运用二:代数式的最大值为______.
(3)运用三:已知,则的值为______.
(4)运用四:如图所示,点,,是数轴上的三点,点表示数是,点表示数是,点表示数是,点,,开始在数轴上运动,若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,假设秒后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为.秒后,若的值是一个定值,试确定的值.
【答案】问题解决:(1)点与点之间的距离;(2);关联运用:(1);(2);(3)或;(4)的值是一个定值时,的值为.
【分析】本题考查了数轴上两点间的距离公式,读懂题意,灵活运用所学知识是解答本题的关键.
问题解决:(1)的几何意义是点与点之间的距离;
(2)根据距离公式可得;
关联运用:(1)运用一:代数式表示点与的距离与点与点距离的和,然后分三种情况讨论,得到答案;
(2)运用二:表示点与的距离与点与点距离的差,然后分两种情况讨论,得到答案;
(3)运用三:由(1)知当时|取最小值,已知,然后分三种情况讨论,得到答案;
(4)运用四:时,点表示数是,点表示数是,点表示数是,则,,根据已知条件分情况讨论,得到答案.
【详解】问题解决:
解:(1)的几何意义是点与点之间的距离,
故答案为:点与点之间的距离;
(2)由题意得:
表示的数为,点在数轴上表示的数为,
则与之间的距离,
故答案为:;
关联运用:
(1)运用一:代数式表示点与的距离与点与点距离的和,
当时,,
当时,,
当时,,
综上所述:当时,取最小值为,
故答案为:;
(2)运用二:表示点与的距离与点与点距离的差,
当时,;
当时,
此时;
当时,;
综上所述:当时,代数式取最大值为;
故答案为:;
(3)运用三:由(1)知当时|取最小值,
时,或,
故当时,则,
解得:,
当时,,
解得:,
故答案为:或;
(4)运用四:点表示数是,点表示数是,点表示数是,
根据题意可得:
时,点表示数是,点表示数是,点表示数是,
由已知可知点始终在点右侧,故
而,
当的值是一个定值时,
则为定值,
当时,即时,
,
,
解得,
此时定值为;
当时,即时,
,
,
解得:,
此时定值为;
综上所述:的值是一个定值时,的值为.
29.已知:在一条东西向的双轨铁路上迎面驶来一快一慢两列火车,快车长(单位长度),慢车长(单位长度),设正在行驶途中的某一时刻,如图,以两车之间的某点为原点,取向右方向为正方向画数轴,此时快车头在数轴上表示的数是,慢车头在数轴上表示的数是,且与互为相反数.(忽略两辆火车的车身及双铁轨的宽度.)
(1)求此时刻快车头与慢车头之间相距 单位长度;
(2)从此时刻开始,若快车以个单位长度秒的速度向右匀速继续行驶,同时慢车以个单位长度秒的速度向左匀速继续行驶,再行驶 秒两列火车的车头、相距个单位长度;
(3)在()中快车、慢车速度不变的情况下,此时在快车上有一位爱动脑筋的七年级学生乘客,他发现行驶中有一段时间秒钟内,他的位置到两列火车头、的距离和加上到两列火车尾、的距离和是一个不变的值(即为定值),则这段时间是 秒,定值是 单位长度.
【答案】(1);
(2)秒或秒;
(3),.
【分析】()根据非负数的性质求出,,再根据两点间的距离公式即可求解;
()根据时间路程和速度和,列式计算即可求解;
()由于,只需要是定值,从快车上乘客与慢车相遇到完全离开之间都满足是定值,依此分析即可求解.
【详解】(1)∵与互为相反数,
∴,
∴,,
∴,,
∴此时刻快车头与慢车头之间相距(单位长度);
(2)(秒)或(秒),
答:再行驶秒或秒两列火车行驶到车头和相距个单位长度;
(3)因为,
当在之间时,是定值,(秒), 此时(单位长度), 故这个时间是秒,定值是单位长度,
故答案为:,.
【点睛】此题考查了两点的距离、数轴、绝对值和偶次方的非负性,熟练掌握行程问题的等量关系:时间路程速度,根据数形结合的思想理解和解决问题是解题的关键.
30.如图,已知点,,是数轴上三点,为原点.点表示的数为3,点与点之间的距离为2,点与点之间的距离为6.
【问题提出】
(1)点表示的数是________,点表示的数是________;
【问题探究】
(2)动点,分别同时从点,处出发,分别以每秒8个单位长度和4个单位长度的速度沿数轴正方向运动,点在点和点之间,且点到点的距离与点到点的距离相等,点在点和点之间,且点到点之间的距离是点到点之间距离的4倍,当运动时间为时,用含的代数式表示点,对应的数;
【问题解决】
(3)在(2)的条件下,点到点之间的距离是否与的大小有关?若有关,用含的代数式表示点到点之间的距离;若无关,请求出点到点之间的距离.
【答案】(1),;(2)点对应的数为,点对应的数为;(3)点到点之间的距离与的大小无关,为定值8.
【分析】本题主要考查了数轴上的动点问题,两点之间的距离,数轴上的点表示有理数等知识,解题的关键是掌握数轴上两点之间的距离公式.
(1)由已知、结合数轴,根据数轴上两点之间的距离即可求解;
(2)由题意可得、的长度,从而由点A、C对应的数即可求出点M、N对应的数;
(3)根据题意可得点Q对应的数,进而得到的长度,根据结果即可作出判断;
【详解】解:(1)由题意可得:
点B对应的数为:,
又∵,
∴点A对应的数为:,
故答案为:,1;
(2)由题意可得:,
又∵,,
∴,
∴点M对应的数为:,点N对应的数为:;
(3)的长度与t无关,理由如下:
∵,
∴点Q对应的数为:,
∴,
∴点M到点Q之间的距离与t的大小无关,为定值8.
题型七:几何图形在数轴上的运动问题
31.如图所示,长方形,长为3,宽为2,如图所示放置在数轴上,点B与表示的点重合,点P是数轴上的一点,规定:表示三角形的面积.
(1)若点P表示的数为,则是多少?
(2)若,则点P表示的数为多少?
(3)若长方形原来位置向左以2个单位速度移动,动点P从表示的点以3个单位速度向右移动,当,则点P表示的数是多少?
【答案】(1)5
(2)或
(3)或
【分析】本题考查了数轴上的动点问题、两点之间的距离:
(1)根据长方形得,点表示的数为,则,再利用三角形的面积公式即可求解;
(2)由得,分类讨论:当点在点左侧时,当点在点右侧时,当点在点和点之间时,根据与之间的数量关系即可求解;
(3)设经过秒后,,则点C表示的数为,点P表示的数为,,分类讨论:当点在点左侧时,当点在点右侧时,当点在点和点之间时,根据与之间的数量关系求得的值,进而可求解;
熟练掌握两点之间的距离公式及利用分类讨论思想解决问题是解题的关键.
【详解】(1)解:是长方形,长为3,宽为2,点B与表示的点重合,
,,点表示的数为,
点P表示的数为,
,
.
(2)是长方形,宽为2,
,,
,
,
即:,
当点在点左侧时,由数轴得:,
,
解得:,
点所表示的数为:;
当点在点右侧时,
(不符合题意),
当点在点和点之间时,
由数轴得:,
即:,
,
解得:,
点所表示的数为:;
综上所述:点所表示的数为或.
(3)设经过秒后,,
长方形各个点都向左移动了个单位长度,
则点C表示的数为,
点P向右移动了个单位长度,
则点P表示的数为,
,即:,
当点在点左侧时,由数轴得:,
,
解得:,
,
解得:,
点P表示的数为,
当点在点右侧时,
(不符合题意),
当点在点和点之间时,
由数轴得:,
即:,
,
解得:,
,
解得:,
点P表示的数为,
综上所述:点P表示的数为或.
32.如图1,点Z将线段分成和两部分.若或,则称点Z是线段的“分”点.
【理解定义】
(1)若线段,Z是线段的“分”点,且,则 ;
【解决问题】
如图2,有一张半径为个单位长度的圆形纸片,将该纸片边上的某点与数轴上表示1的点重合,并把该纸片沿数轴向右无滑动地滚动1周,使该点到达点D的位置.
(2)若不重合的两点M、N均为线段的“分”点,求线段的长度;
(3)在图2中,点P从点O出发,以3个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动;同时,点Q从点D出发,以1个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动,运动时间为t秒.在点P、D、Q三个点中,当点D和P分别为其余两点所构成线段的“分”点时,直接写出t的值.
【答案】(1)4;(2);(3), ,,
【分析】本题主要考查了数轴上的动点问题,数轴上两点之间的距离,解一元一次方程,
对于(1),先设,则,根据题意得出方程,求出解即可;
对于(2),先求出点D表示的数,可得,再根据新定义得,,最后根据得出答案;
对于(3),设当运动时间为t秒时,点P表示的数是,点Q表示的数是,
再分两种情况:当点D是线段的“分”点时,当点P是线段的“分”点时,列出方程,求出解即可.
【详解】解:(1)设,则,根据题意,得
,
解得,
∴;
故答案为:4;
(2)∵点D表示的数是,
∴.
∵不重合的两点M,N均为线段的“分”点,假设点M在点N的左边,
∴,,
∴;
(3)当运动时间为t秒时,点P表示的数是,点Q表示的数是,
当点D是线段的“分”点时,
或,
解得或;
当点P是线段的“分”点时,
或,
解得或.
所以,t的值为或或得或.
33.如图,把一根木棒放在数轴上,数轴的个单位长度为,木棒的左端点与数轴上的点重合,右端点与数轴上的点重合.
【问题探究】
(1)若将木棒沿数轴水平向右移动,则当它的左端点移动到点处时,它的右端点在数轴上对应的数为;若将木棒沿数轴水平向左移动,则当它的右端点移动到点处时,它的左端点在数轴上对应的数为,由此可得到木棒的长为多少?
(2)图中点表示的数为____,点表示的数为___;
【问题解决】
(3)根据(1)(2),请你借助“数轴”这个工具帮助轩轩解决如下问题;
一天,轩轩问爷爷的年龄,爷爷说:“我若是你现在这么大,你还要年才出生;你若是我现在这么大,我已经岁,是老寿星了,哈哈!”请求出爷爷现在的年龄.
【答案】(1);(2);;(3)岁
【分析】本题考查数轴,用数轴上的点表示数,数轴上两点间的距离,
(1)此题关键是正确识图,由数轴观察知三根木棒长是,则可得出此木棒的长;
(2)根据两点间的距离公式即可求解;
(3)在求爷爷年龄时,借助数轴,把小红与爷爷的年龄差看作木棒,类似爷爷和小红这么大时看作当点移动到点时,此时点所对应的数为,小红和爷爷这么大时看作当点移动到点时,此时点所对应的数为,则可知爷爷比小红大,由此可求出爷爷的年龄;
利用数形结合的思想解决问题是解题的关键.
【详解】解:(1)由数轴观察知,三根木棒长是:,
∵
∴木棒的长为;
(2)图中点所表示的数为:,点所表示的数为:,
故答案为:;;
(3)如图,把小红与爷爷的年龄差看作木棒,
爷爷和小红这么大时看作当点移动到点时,
此时点所对应的数为,
小红和爷爷这么大时看作当点移动到点时,
此时点所对应的数为,
∴爷爷比小红大:,
∴爷爷的年龄为(岁),
答:爷爷现在的年龄是岁.
34.【新知理解】
如图①,点C在线段上,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(不同于点C),则_____;(填“”或“”)
【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地滚动1周,该点到达点C的位置.若点M、N是线段的圆周率点,则的长_______;
(4)图②中,若点D在射线上,且线段与以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】(1);(2);(3)或;(4)点D所表示的数为或或或.
【分析】(1)本题考查对圆周率伴侣线段的理解,以及线段的和差,根据题意算出,再利用,即可解题.
(2)本题考查对圆周率伴侣线段的理解,以及线段的和差,根据线段的和差得到、,再结合等量代换,即可解题.
(3)本题考查数轴上两点之间的距离,以及对圆周率伴侣线段的理解,利用圆的周长公式以及轴上两点之间的距离,算出,根据点M、N是线段的圆周率点,分情况讨论,①当点M、N重合时,②当点M、N不重合时,结合(2)问中的数量关系,以及线段的和差,进行分析,即可解题.
(4)本题考查数轴上两点之间的距离,线段的和差,以及对圆周率伴侣线段的理解,根据点D在射线上,且线段与以O、C、D中某两个点为端点的线段互为圆周率伴侣线段,分以下两种情况讨论,①点D在点左侧,有或,②点D在点右侧,有或,根据以上情况进行分析,即可解题.
【详解】(1)解:,,
,
,
故答案为:.
(2)解:点D也是图①中线段的圆周率点(不同于点C),、
,
,
,
,
同理可得,
,
故答案为:.
(3)解:圆片的直径为1个单位长度,
,
若点M、N是线段的圆周率点,
①当点M、N重合时,,
②当点M、N不重合时,
有,(或点M、N交换位置,但的长不变),
由(2)同理可得,
,解得,
同理可得,
,
综上所述,的长为或;
故答案为:或.
(4)解:点D在射线上,且线段与以O、C、D中某两个点为端点的线段互为圆周率伴侣线段,
①点D在点左侧,
或,
当时,由(2)同理可得,
,
点D所表示的数为,
当时,由(2)同理可得,
,
点D所表示的数为,
②点D在点右侧,
或,
当时,,
,
,
点D所表示的数为,
当时,
,
,
点D所表示的数为,
综上所述,点D所表示的数为或或或.
题型八:数轴上掉头运动问题
35.阅读下面材料:若已知点表示数,点表示数,则、两点之间的距离表示为,则.
回答下列问题:
(1)①点表示数,点表示数,则、两点之间的距离表示为______;
②点表示数,点表示数,如果,那么的值为______;
(2)①如果,那么______,______;
②当代数式取最小值时,相应的整数的个数为______;
(3)在数轴上,点表示的数是最大的负整数、是原点、在的右侧且到的距离是,动点沿数轴从点开始运动,到达点后立刻返回,再回到点时停止运动.在此过程中,点的运动速度始终保持每秒个单位长度,设点的运动时间为秒.在整个运动过程中,请直接用含的代数式表示.
【答案】(1)①②或
(2)①,②
(3)当时,,当时,,当时,,当时,
【分析】此题主要考查有理数与数轴的应用,
()①根据、两点之间的距离公式即可求解;
②根据及、两点之间的距离公式分情况讨论即可求解;
()①根据绝对值的非负性即可求解;
②根据代数式的含义为点到和的距离之和,故可得到取最小值时,相应的整数的值,即可求解;
()根据点位置分情况讨论,用含的式子表示的长,即可求解.
解题的关键是根据题意分类讨论求解.
【详解】(1)①∵点表示数,点表示数,
∴、两点之间的距离表示为;
②点表示数,点表示数,
∵,
∴
∴或
∴或
故答案为:①;②或;
(2)①∵,
∴,,
∴,,
②代数式的含义为点到和的距离之和,
∴当整数的值为这个值时,的最小值为,
即相应的整数的个数为个;
故答案为:①;;②;
(3)在数轴上,点表示的数是最大的负整数、是原点、在的右侧且到的距离是,
∴点表示的数是,点表示的数是,、之间的距离,
∵点的运动速度始终保持每秒个单位长度,动点沿数轴从点开始运动,到达点后立刻返回,再回到点时停止运动,
∴
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
∴当时,,当时,,当时,,当时,
36.【背景知识】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地结合.研究数轴我们发现了许多重要的规律:若数轴上点,点表示的数分别为,则两点之间的距离,线段的中点表示的数为.
【问题情境】数轴上点表示的数为,点表示的数为6,点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向终点匀速运动,同时点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,到达点后,再立即以同样的速度返回点,当点到达终点后,两点都停止运动,设运动时间为秒.
【综合运用】
(1)填空:两点间的距离________,线段的中点表示的数为________;
(2)当为何值时,两点间距离为3;
(3)若点为的中点,点为的中点,当点到达点之前,在运动过程中,探索线段和的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)10,1
(2)当或或时,P,Q两点间距离为3
(3),理由见详解
【分析】本题主要考查数轴上两点之间的距离和中点坐标,数轴上动点问题以及分类讨论思想,
结合点和点表示的数,利用两点之间距离即可求得,利用中点坐标即可求得线段的中点表示的数;
当点P与点B重合时,求得;同理求得点Q与点A重合时的t;当点Q返回到点B时的t,当时,点P表示的数,点Q表示的数,结合题意即可列出方程求的t;当时,点P表示的数是,点Q表示的数是,同理求的t即可;
根据题意得,,当点到达点之前,即当时,点M表示的数是,点N表示的数是,即可得即可.
【详解】(1)解:∵点表示的数为,点表示的数为6,
∴,
线段的中点表示的数为∶,
故答案为:10,1
(2)当点P与点B重合时,;
当点Q与点A重合时,;
当点Q返回到点B时,,
当时,点P表示的数是,点Q表示的数是,
∵,
∴或,
解得:或,
当时,点P表示的数是,点Q表示的数是,
∵,
∴或,
解得或 (不符合题意,舍去),
综上所述,当或或时,P,Q两点间距离为3.
(3),理由如下:
∵点为的中点,点为的中点,
∴,,
当点到达点之前,即当时,
点M表示的数是,
点N表示的数是,
∵,
∴,
∴.
37.【背景知识】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地结合。研究数轴我们发现了许多重要的规律:若数轴上点A、点B表示的数分别为a、b,则A,B两点之间的距离,线段AB的中点表示的数为.
【问题情境】数轴上点A表示的数为,点B表示的数为6,点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向终点B匀速运动,同时点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,Q到达A点后,再立即以同样的速度返回B点,当点P到达终点后,P.Q两点都停止运动,设运动时间为t秒().
【综合运用】
(1)填空:A,B两点间的距离______,线段的中点表示的数为______:
(2)当t为何值时,P,Q两点间距离为3.
(3)若点M为的中点,点N为的中点,在运动过程中,的值是否会发生变化?若变化,请说明理由,若不变,请求出相应的数值.
【答案】(1),;
(2)当或或时,P,Q两点间距离为3;
(3)当时,的值不会发生变化,相应的数值为;当时,的值会发生变化,理由见解析.
【分析】(1)根据A,B两点之间的距离,线段的中点表示的数为进行求解;
(2)分两种情况:当Q点未到达A点前;当Q点到达A点返回后;分别表示出点P与点Q表示的数,结合已知条件列出方程并解答即可;
(3)先利用中点公式求出点M和点N表示的数,分两种情况:①当点Q由B向A运动过程中,即时,②当时,分别进行求解即可得到答案.
此题考查了数轴上的动点问题,绝对值方程,弄清数轴上两点间的距离公式和中点公式是基础,分类讨论思想是解题的关键.
【详解】(1)解:由题意得:,线段的中点表示的数为,
故答案为:,;
(2)解:当Q点未到达A点前,,
∵t秒后,点P表示的数为,点Q表示的数为,
∴,
∵,
∴,
解得:或,
当Q点到达A点返回后,则,点P表示的数为,点Q表示的数为,此时点P在前,点Q在后,
由得:,
解得:;
∴当或或时,P,Q两点间距离为3;
(3)解:会发生变化,
由题意可知,点P整个过程的运动时间是秒,点Q整个过程的运动时间是
秒,分两种情况讨论如下:
①当点Q由B向A运动过程中,即时,
∵点M为的中点,点N为的中点,t秒后,点P表示的数为,点Q表示的数为,点A表示的数为,点B表示的数为6,
∴点M表示的数为,点N表示的数为,
∴,.
∴,
故当时,的值不会发生变化,相应的数值为.
②当点Q由A向B运动过程中,即时,
∵点M为的中点,点N为的中点,t秒后,点P表示的数为,点Q表示的数为,点A表示的数为,点B表示的数为6,
∴点M表示的数为,点N表示的数为,
∴,.
∴当时,的值会发生变化,
综上可知,当时,的值不会发生变化,相应的数值为;当时,的值会发生变化.
38.如图,已知数轴上两点、表示的数分别为、12,用表示点和点之间的距离.
(1)______;
(2)若在数轴上存在一点,使,求点表示的数;
(3)在(2)的条件下,点位于,两点之间.点以每秒1个单位长度的速度沿着数轴的正方向运动;4秒后点以每秒2个单位长度的速度也沿着数轴的正方向运动,到达点处立刻返回沿着数轴的负方向运动,直到点到达点,两个点同时停止运动,设点运动的时间为,则当为何值时,?
【答案】(1)16
(2)点C表示的数为20或8
(3)或;
【分析】(1)根据数轴的性质即可得;
(2)设点C表示的数为x,根据建立方程,解方程即可得;
(3)点位于,两点之间,分两种情况来讨论:点C到达点B之前,即时,点C到达点B之后,即时,列方程并.解方程,然后结合问题的实际意义加以取舍.
【详解】(1)解:由题意得:;
(2)解:设点C表示的数为x,
由题意知,,
即,
解得:或8,
∴点C表示的数为20或8;
(3)解:∵点位于,两点之间,
∴点C表示的数为8,点A运动t秒后表示的数为,
点C到达点B之前,即时,点C表示的数为,
∴,
由题意知,
解得:
点C到达点B之后,即时,点C表示的数为
∴,
由题意知,
解得:或 ,
∵时点C未到达点B,不符合题意舍去,
∴t的值为或;
【点睛】本题考查了数轴、一元一次方程的应用等知识点,较难的是题(3),正确分两种情况讨论是解题关键.
39.如图,相距的A、B两地间有一条笔直的马路,C地位于A、B两地之间且距A地,小明同学骑自行车从A地出发沿马路以每小时的速度向B地匀速运动,当到达B地后立即以原来的速度返回,到达A地时停止运动,设运动时间为t(小时),小明的位置为点P.
(1)以点C为坐标原点,以从A到B为正方向,用1个单位长度表示画数轴,指出点A所表示的有理数;
(2)在(1)的数轴上,求时点P表示的有理数;
(3)当小明距离C地1km时,直接写出所有满足条件的t值
【答案】(1)
(2)
(3)的值是或或或
【分析】(1)根据千米,且一个单位长度表示,点为坐标原点,从到为正方向,即可得到答案;
(2)根据速度时间路程,计算出小时行走的路程,再减去2即可得到答案;
(3)分四种情况:从到,当小明在点的左边时;从到,当小明在C点的右边时;返回时小明在C点的右边;返回时小明在点的左边,分别进行计算即可得到答案.
【详解】(1)解:千米,且一个单位长度表示,点为坐标原点,从到为正方向,
点所表示的有理数是;
(2)解:,
时,点所表示的有理数是;
(3)解:从到,当小明在点的左边时,,
从到,当小明在C点的右边时,,
之间的距离是,点所表示的有理数是,
点表示的数为,
当返回时小明在C点的右边时,,
当返回时小明在点的左边时,,
综上所述,当小明距离地时,的值是或或或.
【点睛】本题主要考查了数轴,熟练掌握行程问题中速度、时间和路程的关系是解此题的关键.
1.(2025·河北唐山·一模)如图,数轴上一动点向左移动2个单位长度到达点,再向右移动5个单位长度到达点,若点表示的数是1,则点表示的数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】此题考查的是数轴和有理数的加减,掌握数轴上点的移动和数的大小变化规律是解题的关键.
根据数轴上点的移动和数的大小变化规律:左减右加,即可求解.
【详解】解:根据题意可知,
点向左移动5个单位长度到达点,则点表示的数为,
点向右移动2个单位长度到达点,则点表示的数为,
故选:C.
2.((2025·江苏·一模)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
【分析】利用已知条件先求出B、C在数轴表示的数,根据不同时间段,通过讨论P、 Q点的不同位置,找到对应的边长关系,列出关于的方程,进行求解即可.
【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.
3.(2024·河北保定·二模)如图,已知数轴上点表示的数为6,点是数轴上在点左侧的一点,且、两点间的距离为10,动点从点出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动.
(1)数轴上点表示的数是 ;
(2)运动1秒时,点表示的数是 ;
(3)动点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点、同时出发.当点运动 秒时,点与点相遇.
【答案】 0 5
【分析】(1)根据数轴与实数的一一对应关系,由AB的长,及点是数轴上在点A左侧的一点,可求出点B表示的数;
(2)利用1秒后,点P表示的数=点A表示的数为-点P运动的路程,即可解题;
(3)当点与点相遇时,即点与点表示的数相同,据此列一元一次方程,解一元一次方程即可解题.
【详解】解:(1)点A表示的数为6,点是数轴上在点A左侧的一点,两点间的距离为10,
点B表示的数为610=4,
故答案为:4;
(2)运动1秒时,点P表示的数为:66=0,
故答案为:0;
(3)当运动时间为t秒时,点P表示的数为:66t, 点Q表示的数为:44t,
点与点相遇时,即点与点表示的数相同,
66t=44t,
2t=10,
t=5
故答案为:5.
【点睛】本题考查数轴、一元一次方程的应用等知识,掌握数轴上两点间的距离公式、正确列出一元一次方程是解题关键.
4.((2025·河南洛阳·一模)如图,将一条数轴在点,点,点,点处各折一下,得到“折线数轴”.图中点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为0,点表示的数为8,点表示的数为12.动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度沿着“折线数轴”的正方向移动,动点上坡时的速度是初始速度的一半,下坡时的速度是初始速度的2倍,水平位置则保持初始速度不变.
(1)求动点出发3秒时,所在位置对应的数是多少;
(2)动点从点运动到点需要多少秒?
【答案】(1)动点出发3秒时,所在位置对应的数是
(2)20秒
【分析】本题主要考查数轴,有理数的运算,解题关键是读懂题意.
(1)求出动点出发3秒的距离加上即可;
(2)分别求出动点在每一段上运动的时间,再求和即可.
【详解】(1)解:由题意可知,动点在段所用时间为秒,
所以出发3秒时,动点在段上,所以,
所以动点出发3秒时,所在位置对应的数是;
(2)解:由题意可知,动点在、、段的速度均为2个单位长度/秒,在段的速度为1个单位长度/秒,在段的速度为4个单位长度/秒,
,,
所以动点从点运动至点需要的时间为(秒).
5.、249-25七年级上·江苏南通·阶段练习)如图:在数轴上点表示数,点表示数6,
(1)A、B两点之间的距离等于_________;
(2)在数轴上有一个动点,它表示的数是,则的最小值是_________;
(3)若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,请在数轴上找一点,使,则点表示的数是_________;
(4)若在原点的左边2个单位处放一挡板,一小球甲从点处以5个单位/秒的速度向右运动;同时另一小球乙从点处以2个单位/秒的速度向左运动,在碰到挡板后(忽略球的大小,可看作一点)两球分别以原来的速度向相反的方向运动,设运动时间为秒,请用来表示甲、乙两小球之间的距离.
【答案】(1)16 (2)16 (3)2或14 (4)甲、乙两小球之间的距离为:或,或.
【分析】(1)根据数轴上两点之间的距离公式计算即可;
(2)先根据P点在数轴上的位置分类讨论,然后求最小值即可;
(3)由题意可知:点C距离B点较近,设点C所表示的数为y,然后根据点C与点B的位置分类讨论即可;
(4)根据题意:点A到表示﹣2的点的距离为:﹣2-(﹣10)=8,点B到表示﹣2的点的距离为:6-(﹣2)=8,甲球从A到﹣2所需时间为:8÷5=s,乙球从B到﹣2所需时间为:8÷2=4s,然后用t分别表示出甲球从点A到表示﹣2的点之前和之后,甲球所表示的数,乙球从点B到表示﹣2的点之前和之后,乙球所表示的数,根据数轴上两点之间的距离公式,即可求出甲乙两球的距离.
【详解】解:(1)
故答案为:16;
(2)根据数轴上两点的距离公式可知:表示点P与点A之间的距离,表示点P与点B之间的距离
①若点P在A点左侧时,即x<﹣10,由下图可知:PB>AB=16,即
∴此时;
②若点P在线段AB上时,即﹣10≤x≤6,由下图可知:PA+PB=AB=16,
∴此时;
③若点P在B点右侧时,即x>6,由下图可知:PA>AB=16,即
∴此时;
综上所述:(当点P在线段AB上时,即﹣10≤x≤6,取等号)
∴的最小值是16;
故答案为:16.
(3)∵
∴点C距离B点较近
设点C所表示的数为y
①当C在B点左侧时,如下图所示,
∴AC=y-(﹣10)=y+10,BC=6-y
∵
∴y+10=3(6-y)
解得:y=2;
②当C在B点右侧时,如下图所示,
∴AC=y-(﹣10)=y+10,BC= y -6
∵
∴y+10=3(y -6)
解得:y=14.
综上所述:点表示的数是2或14.
(4)点A到表示﹣2的点的距离为:﹣2-(﹣10)=8,点B到表示﹣2的点的距离为:6-(﹣2)=8,甲球从A到﹣2所需时间为:8÷5=s,乙球从B到﹣2所需时间为:8÷2=4s,
∴运动秒钟后,甲球表示的数是:或;
乙球表示的数是:或,
∴或,或.
∴甲、乙两小球之间的距离为:或,或.
【点睛】此题考查的是数轴上两点之间的距离公式的应用,掌握数轴上两点之间的距离公式和分类讨论的数学思想是解决此题的关键.
6.(2025·河北唐山·一模)已知数轴上两点,对应的数分别为和4,点为数轴上一动点,若规定:点到的距离是点到的距离的3倍时,我们就称点是关于的“广益点”.
(1)若点到点的距离等于点到点的距离时,求点表示的数是多少;
(2)若点以每秒1个单位的速度从原点开始向右运动,当点是关于的“广益点”时,求点的运动时间;
(3)若点在原点的左边(即点对应的数为负数),且点是关于点,两个点的“广益点”,请求出符合条件的点表示的数.
【答案】(1)
(2)点P的运动时间为1秒或10秒
(3)点P表示的数是:
【分析】本题考查了数轴,广益点的定义,掌握数轴上两点间距离公式,是解决本题的关键.
(1)根据点P到点A的距离等于点P到点B的距离,利用距离公式,即可得到结论;
(2)根据题意可得,,再根据“广益点”的定义即可求解;
(3)分两种情况进行讨论:当点A是关于的“广益点”时,当点A是关于的“广益点”时,分别代入计算即可.
【详解】(1)解:∵数轴上两点A,B对应的数分别为和4,
∴,
∵点P到点A、点B的距离相等,
∴P为的中点,
∴,
∴点P表示的数是;
(2)解:根据题意可知:设点P运动的时间为t秒,
,
,
解得或,
∴点P的运动时间为1秒或10秒;
(3)解:根据题意可知:设点P表示的数为n,
或,
分五种情况进行讨论:
①当点A是关于的“广益点”时,
,
即,
解得;
②当点A是关于的“广益点”时,
,
即,解得;
或,解得;
综上所述:所有符合条件的点P表示的数是:.
7.((2025·江苏·一模)“数轴”是一个非常重要的数学工具,它使数轴上数和点建立起对应关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础.下面就让我们利用学习过的“数轴”来进行探索活动吧.
已知点A在数轴上对应的数为a,点B在数轴上对应的数为b,A、B两点之间的距离记为或,且,,请回答下列问题:
(1)求________.
(2)设点P在数轴上对应的数为x,若,则________.
(3)若点M,N,P是数轴上的三点,点M表示的数为4,点N表示的数为,动点P表示的数为x.
①当点P在点M、N之间(含M、N两点),请化简;
②若点P表示的数是1,现在有一蚂蚁从点P出发,以每秒1个单位长度的速度向右运动,设运动时间为t秒,当t为________秒时,蚂蚁所在的点到点M、点N的距离之和是7.
【答案】(1)5
(2)或8
(3)①5;②
【分析】本题主要考查了两点间的距离、化简绝对值、解绝对值方程等知识点,掌握化简绝对值的方法是解题的关键.
(1)直接运用求解即可;
(2)分或两种情况解答即可;
(3)①由点P在点M、N之间(含M、N两点),即,然后化简绝对值、合并同类项即可解答;②设运动时间为t秒,则运动后P表示的数为,则,然后根据,蚂蚁所在的点到点M、点N的距离之和是7列绝对值方程求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴.
故答案为5.
(2)解:当时,可化为,解得:;
当时,可化为,解得:.
综上,或.
(3)解:①∵点P在点M、N之间(含M、N两点),
∴,
∴;
②设运动时间为t秒,则运动后P表示的数为,
∴,
∵蚂蚁所在的点到点M、点N的距离之和是7,
∴,
当时,,解得:;
当时,,此方程无解.
综上,.
故答案为4.
8.((2025·辽宁沈阳·一模)已知数轴上两点M、N所表示的数分别为m、n,则M、N两点之间的距离.如图,在数轴上 A、B 对应的数分别为、3,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 5?若存在,请求出 x 的值;若不存在,请说明理由.
(3)当点 P 以每分钟 1 个单位长度的速度从原点 O 向左运动时,点 A 以每分钟 5 个单位长度向左运动,点 B 以每分钟个单位长度向左运动,问它们同时出发,几分钟后点 P 到点 A、点 B 的距离相等?
【答案】(1)1
(2)存在,或
(3)或
【分析】本题考查数轴的应用和绝对值的意义,熟练掌握数轴中的数形结合思想是解题的关键.
(1)根据题意由于点 P 到点 A、点 B 的距离相等,所以点在、两点之间,设点对应的数为,根据绝对值的意义可得到,解方程即可得到答案;
(2)设点对应的数为,根据题意分情况讨论:①当点在点左侧时,②当点在点右侧时,③当点在,两点之间时,分别表示出的长,再根据,求出符合题意的即可;
(3)设分钟后点到点、点的距离相等.根据题意得到点在分钟后对应的数为,点在分钟后对应的数为,点在分钟后对应的数为,可得到,,由得到方程,解方程即可得到的值.
【详解】(1)解:∵点到点 、点的距离相等,
∴点在、两点之间,
设点对应的数为,
∴,
∴,
解得,
∴点 P 对应的数为1.
(2)解:设点对应的数为,由题可得:
①当点在点左侧时,
∴,,
∵,
∴
解得;
②当点在点右侧时,
∴,,
∵,
∴,
解得,
③当点在,两点之间时,由(1)可知不合题意舍去
综上所述:当或时存在.
(3)解:设分钟后点到点、点的距离相等.
点对应的数为,点对应的数为,点对应的数为。
∴,,
∴,
∴或
解得或.
9.(2025·江苏无锡·一模)已知数轴上两点对应的数分别是6,,为数轴上三个动点,点从A点出发,速度为每秒2个单位,点从点出发,速度为点的3倍,点从原点出发,速度为每秒1个单位.
(1)若点向右运动,同时点向左运动,求多长时间点与点相距46个单位?
(2)若点同时都向右运动,求多长时间点到点的距离相等?
(3)若点同时运动,当时间满足时,两点之间(包括两点),两点之间(包括两点),两点之间(包括两点)分别有47个、37个、10个整数点,请直接写出的值.
【答案】(1)4秒
(2)13秒或72秒
(3)秒,秒
【分析】本题主要考查了点在数轴上的移动,熟练掌握数轴上两点间的距离公式,动点表示的数的表示,列方程,是解题的关键.
(1)利用M、N之间的距离为最初的距离加上各自行驶的路程即可得到一个关于t的方程,解方程即可得出答案;
(2)先将M,N,P三点在数轴上的位置用含t的代数式表示出来,然后分点N在点P左侧和点N在点P右侧两种情况分别讨论即可;
(3)根据M,N,P之间整数点的个数,可以确定出M,N,P三点的位置,从而找到的值.
【详解】(1)解:设运动时间为t秒,
由题意可得:,
∴,
∴运动4秒点M与点N相距46个单位;
(2)解:设运动时间为t秒,
由题意可知:M点运动到,N点运动到,P点运动到t,
由,得,
解得或13,
∴运动13秒或72秒时点P到点M,N的距离相等;
(3)解:由题意可得:M、N、P三点之间整数点的多少可看作它们之间距离的大小,M、N两点距离最大,M、P两点距离最小,可得出M、P两点向右运动,N点向左运动.
当秒时,
P在4,M在14,N在,
再往前一点,之间的距离即包含10个整数点,之间有37个整数点;
②当N继续以6个单位每秒的速度向左移动,P点向右运动,
若N点移动到时,
此时N、P之间仍为37个整数点,
若N点过了−33时,
此时N、P之间为38个整数点,
故(秒),
∴秒,秒.
10.(2025·河北唐山·一模)阅读材料:
数轴是学习有理数的一种重要工具,任何有理数都可以用数轴上的点表示,这样能够运用数形结合的方法解决一些问题.例如,两个有理数在数轴上对应的点之间的距离可以用这两个数的差的绝对值表示:如,在数轴上,有理数3与1对应的两点之间的距离为;有理数5与对应的两点之间的距离为;有理数与对应的两点之间的距离为;…
如图1,在数轴上有理数a对应的点为点A,有理数b对应的点为点B,A,B两点之间的距离表示为或,记为.
解决问题:
(1)数轴上有理数与3对应的两点之间的距离等于________;数轴上有理数x与对应的两点之间的距离用含x的式子表示为________;若数轴上有理数x与1对应的两点A,B之间的距离,则x等于________;
联系拓广:
(2)如图2,点M,N,P是数轴上的三点,点M表示的数为4,点N表示的数为,动点P表示的数为x.若点P在点M,N两点之间,则________;若,则点P表示的数x为________;由此可得:当取最小值时,整数x的所有取值的和为________.
【答案】(1)13;;或7;(2)6,或6;22
【分析】本题主要考查了列代数式,数轴,绝对值,正确列出含绝对值的代数式是基础,通过分类讨论去掉绝对值符号是解答本题的关键.
(1)根据数轴上A、B两点之间的距离,代入数值运用绝对值即可求任意两点间的距离;
(2)根据P是动点,分析点P的位置,再计算即可.
【详解】解:(1)数轴上有理数与3对应的两点之间的距离等于;
数轴上有理数x与对应的两点之间的距离用含x的式子表示为;
若数轴上有理数x与1对应的两点A,B之间的距离,则,
∴或;
故答案为:13;;或7;
(2)∵P在点M,N之间,且点M表示的数为4,点N表示的数为,
∴
∵,
∴点在线段外,
当P在N左边,即,,
解得,;
当P在M点右边时,即,,
解得,;
∴点表示的数为或6;
当取最小值时,整数x在和7之间,可能为
∴;
故答案为:6,或6;22.
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专题02 有理数数轴上的动点问题(8大题型)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、单动点问题(简单运动类) 1
题型二、单动点问题(规律变化类) 2
题型三、双动点问题(匀速运动类) 3
题型四、双动点问题(变速运动类) 5
题型五、多动点问题 6
题型六、动点中的定值、无关问题 8
题型七、几何图形在数轴上的运动问题 8
题型八、数轴上掉头运动问题 8
B综合攻坚・能力跃升
【解决技巧】数轴动点问题本学期必考压轴题型,是高分考生必须要攻克的一块内容,对考生的综合素养要求较高.
【解题技巧】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:一般用含有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:
1、要注意动点是否会来回往返运动.
2、学会用含字母的式子表示运动的距离;
题型一:单动点问题(简单运动类)
1.在数轴上有一个动点从原点出发,每次向正方向或负方向移2个单位长度,经过4次移动后,动点落在表示数4的点上,则动点的不同运动方案共有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
2.如图,一个动点从原点开始向左运动,每秒运动1个单位长度,并且规定:每向左运动3秒就向右运动2秒,则该动点运动到第2025秒时所对应的数是( )
A. B. C. D.
3.数轴上一动点A,向左移动2个单位长度到B,再向右移动3个单位长度到C点,若点 C表示的数为5,则点A表示的数为 .
4.已知在数轴上有三个点,点A表示的数是,点B表示绝对值最小的数,点C表示的数是最大的负整数.
(1)在数轴上把三点表示出来,并比较这三个点表示的数的大小;(用“<”号连接)
(2)直接写出如何移动点C,可以使它到点A和点B的距离相等.
5.如图,在一条不完整的数轴上一动点向左移动6个单位长度到达点,再向右移动10个单位长度到达点.
(1)①若点表示的数为0,则点点表示的数分别为:_________、_________;
②若点表示的数为1,则点、点表示的数分别为:_________、_________;
(2)如果点表示的数互为相反数,则点表示的数为_________.
(3)若点表示原点,则距离点三个单位长度的点表示的有理数是_________.
题型二:单动点问题(规律变化类)
6.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.
7.一动点P从数轴上的原点出发,沿数轴的正方向以每前进5个单位,后退3个单位的程序运动,已知P每秒前进或后退1个单位,设表示第n秒点P在数轴的位置所对应的数如=4,=5,=4,则为( )
A.504 B.505 C.506 D.507
8.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 .
9.如图,一动点的初始位置位于数轴上的原点,现对该动点做如下移动:第1次从原点向右移动1个单位长度至点,第2次从点向左移动3个单位长度至点,第3次从点向右移动6个单位长度至点,第4次从点向左移动9个单位长度至点,…依此类推,移动2020次后该动点在数轴上表示的数为 .
10.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.
题型三:双动点问题(匀速运动类)
11.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
12.如图,已知数轴上点表示的数为6,点是数轴上在点左侧的一点,且、两点间的距离为10,动点从点出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动.
(1)数轴上点表示的数是 ;
(2)运动1秒时,点表示的数是 ;
(3)动点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点、同时出发.当点运动 秒时,点与点相遇.
13.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到原点O的距离;
(2)当时,求点Q到原点O的距离;
(3)当点Q到点A的距离为4时,求点P到点Q的距离.
14.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?
15.如图,已知数轴上两点对应的数分别为、,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.
(1)(填空)若点P从B开始向左移动6个单位长度,则______.若点P向左移动到与点A距离3个单位长度时,则点P对应的数是______.
(2)(填空)当点P从点B以每秒3个单位长度的速度向右移动,则t秒后P点表示的数是______,此时若将数轴折叠,使与3表示的点重合,则点P与数______表示的点重合(用含t的式子表示);
(3)若点P从A点出发沿数轴的负方向移动,速度为每秒1个单位长度,同时点Q从B出发同向移动,速度为每秒3个单位长度,设运动时间为t,在移动过程中,是否存在某一时刻t,使得点Q与点P之间的距离等于2个单位长度,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
题型四:双动点问题(变速运动类)
16.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.
17.已知点M、N在数轴上分别表示有理数m、n,M、N两点之间的距离表示为,则在数轴上M、N两点之间的距离,如图1,A、B两点在数轴上对应的数分别为和6.
(1)直接写出A、B两点之间的距离______;
(2)若在数轴上存在一点C,使得C到B的距离是到A的距离的2倍,求点C表示的数;
(3)如图2,现有动点P、Q,若点P从点A出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴在之间进行往返运动,点P出发的同时点Q从点B出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴一直向左运动,求当时,时间t的取值.
18.已知两点在数轴上,与互为相反数,点表示的数是,且.
(1)点表示的数为______;
(2)如图1,当点位于原点的同侧时,动点分别从点处在数轴上同时相向而行,动点的速度是动点的速度的1.5倍,4秒后两动点相遇,当动点到达点时,运动停止.在整个运动过程中,是否存在某个时刻(秒),使得两点的距离为5,若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由;
(3)如图2,当点位于原点的异侧时,动点分别从点处在数轴上向右运动,动点比动点晚出发1秒;当动点运动2秒后,动点到达点处,此时动点立即掉头以原速向左运动3秒恰与动点相遇;相遇后动点又立即掉头以原速的2倍向右运动6秒,此时动点到达点处,动点到达点处,当时,求动点的原速和运动的速度.
19.七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”.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,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2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B需要______秒;
(2)动点P从点A出发,运动t秒至点B和点C之间时,则点P表示的数______(用含t的式子表示);
20.如图,已知数轴上A,B,C三个点表示的数分别是a,b,c,且,若点A沿数轴向右移动12个单位长度后到达点B,且点A,B表示的数互为相反数.
(1)a的值为 ,的值为 ;
(2)动点P,Q分别同时从点A,C出发,点P以每秒1个单位长度的速度向终点C移动,点Q以每秒m个单位长度的速度向终点A移动,点P表示的数为x.
①若点P,Q在点B处相遇,求m的值;
②若点Q的运动速度是点P的2倍,当点P,Q之间的距离为2时,求此时x的值.
题型五:多动点问题
21.已知数轴上两点A、B对应的数分别为、3,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?
22.已知多项式的常数项是a,次数是在数轴上分别表示的点是(如图),点A与点B之间的距离记作.
(1)求的值;
(2)求的长;
(3)动点P从数1对应的点开始向右运动,速度为每秒1个单位长度.同时点A,B在数轴上运动,点A,B的速度分别为每秒2个单位长度,每秒3个单位长度,运动时间为t秒.若点A向右运动,点B向左运动,,求t的值.
23.已知数轴上两点A、B对应的数分别是,M、N、P为数轴上三个动点,点M从A点出发,速度为每秒2个单位,点N从点B出发,速度为M点的3倍,点P从原点出发,速度为每秒1个单位.
(1)若点M向右运动,同时点N向左运动,求多长时间点M与点N相距46个单位?
(2)若点M、N、P同时都向右运动,求多长时间点P到点M,N的距离相等?
(3)当时间t满足时,M、N两点之间,N、P两点之间,M、P两点之间分别有47个、37个、10个整数点,请直接写出t1,t2的值.
24.已知,数轴上有两点A、 B对应的数分别为−1,5,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.
(1)若点P到点A、B的距离相等,求点A、B的距离及x的值.
(2)数轴上是否存在点P,使得点P到点A、B的距离之和最小?若存在,请求出最小值;并求出取得最小值时x可以取的整数值;若不存在,说明理由.
(3)点A、 B分别以3个单位长度/秒,2个单位长度/秒的速度向右运动,同时点P以4个单位长度/秒的速度从O点向左运动,当遇到A时,点P立即以不变的速度向右运动,当遇到B时,点P立即以不变的速度向左运动,并不停往返于点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?
25.定义:若线段上有一点,当时,则称点为线段的中点.已知数轴上,两点对应数分别为和,,为数轴上一动点,对应数为.
(1)若点为线段的中点,则点对应的数为______.若为线段的中点时则点对应的数为______.
(2)若点、点同时向左运动,它们的速度都为1个单位长度/秒,与此同时点从-16处以2个单位长度/秒向右运动.
①设运动的时间为秒,直接用含的式子填空
______;______.
②经过多长时间后,点、点、点三点中其中一点是另外两点的中点?
题型六:动点中的定值、无关问题
26.如图所示,点A、B、C、D在数轴上对应的数分别为a、b、c、d,其中a是最大的负整数,b、c满足,且.
(1)____________;_____________;线段____________;
(2)若点A以每秒3个单位长度的速度向左运动,同时点C以每秒5个单位长度的速度向左运动,设运动的时间为t秒,当A、C两点之间的距离为11个单位长度时,求运动时间t的值;
(3)若线段和同时开始向右运动,且线段的速度小于线段的速度.在点A和点C之间有一点M,始终满足,在点B和点D之间有一点N,始终满足,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.
27.解答题
【知识准备】
若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为的中点,则我们有中点公式:点M对应的数为
(1)在一条数轴上,O为原点,点C对应的数为c,点D对应的数为d,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1个单位长度的速度向左运动,同时点Q从点D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为何值时,的中点所对应的数为10?
【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:.
①填空: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B的五等分点,则我们有五等分点公式:点M对应的数为______.
②在(2)的条件下,若E是最靠近Q的五等分点,F为的中点,则是否存在t,使得为定值?若存在,请求出t的取值范围和此时的定值.
28.【问题背景】
我们知道的几何意义是:在数轴上数对应的点到原点的距离,这个结论可以推广为:表示在数轴上数,对应点之间的距离.在数轴上,点,的位置如图所示,.
【问题解决】
(1)的几何意义是______.
(2)如果点为数轴上一点,它所表示的数为,点在数轴上表示的数为,那么______(用含的代数式表示).
【关联运用】
(1)运用一:代数式的最小值为______.
(2)运用二:代数式的最大值为______.
(3)运用三:已知,则的值为______.
(4)运用四:如图所示,点,,是数轴上的三点,点表示数是,点表示数是,点表示数是,点,,开始在数轴上运动,若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒个单位长度和个单位长度的速度向右运动,假设秒后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为.秒后,若的值是一个定值,试确定的值.
29.已知:在一条东西向的双轨铁路上迎面驶来一快一慢两列火车,快车长(单位长度),慢车长(单位长度),设正在行驶途中的某一时刻,如图,以两车之间的某点为原点,取向右方向为正方向画数轴,此时快车头在数轴上表示的数是,慢车头在数轴上表示的数是,且与互为相反数.(忽略两辆火车的车身及双铁轨的宽度.)
(1)求此时刻快车头与慢车头之间相距 单位长度;
(2)从此时刻开始,若快车以个单位长度秒的速度向右匀速继续行驶,同时慢车以个单位长度秒的速度向左匀速继续行驶,再行驶 秒两列火车的车头、相距个单位长度;
(3)在()中快车、慢车速度不变的情况下,此时在快车上有一位爱动脑筋的七年级学生乘客,他发现行驶中有一段时间秒钟内,他的位置到两列火车头、的距离和加上到两列火车尾、的距离和是一个不变的值(即为定值),则这段时间是 秒,定值是 单位长度.
30.如图,已知点,,是数轴上三点,为原点.点表示的数为3,点与点之间的距离为2,点与点之间的距离为6.
【问题提出】
(1)点表示的数是________,点表示的数是________;
【问题探究】
(2)动点,分别同时从点,处出发,分别以每秒8个单位长度和4个单位长度的速度沿数轴正方向运动,点在点和点之间,且点到点的距离与点到点的距离相等,点在点和点之间,且点到点之间的距离是点到点之间距离的4倍,当运动时间为时,用含的代数式表示点,对应的数;
【问题解决】
(3)在(2)的条件下,点到点之间的距离是否与的大小有关?若有关,用含的代数式表示点到点之间的距离;若无关,请求出点到点之间的距离.
题型七:几何图形在数轴上的运动问题
31.如图所示,长方形,长为3,宽为2,如图所示放置在数轴上,点B与表示的点重合,点P是数轴上的一点,规定:表示三角形的面积.
(1)若点P表示的数为,则是多少?
(2)若,则点P表示的数为多少?
(3)若长方形原来位置向左以2个单位速度移动,动点P从表示的点以3个单位速度向右移动,当,则点P表示的数是多少?
32.如图1,点Z将线段分成和两部分.若或,则称点Z是线段的“分”点.
【理解定义】
(1)若线段,Z是线段的“分”点,且,则 ;
【解决问题】
如图2,有一张半径为个单位长度的圆形纸片,将该纸片边上的某点与数轴上表示1的点重合,并把该纸片沿数轴向右无滑动地滚动1周,使该点到达点D的位置.
(2)若不重合的两点M、N均为线段的“分”点,求线段的长度;
(3)在图2中,点P从点O出发,以3个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动;同时,点Q从点D出发,以1个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动,运动时间为t秒.在点P、D、Q三个点中,当点D和P分别为其余两点所构成线段的“分”点时,直接写出t的值.
33.如图,把一根木棒放在数轴上,数轴的个单位长度为,木棒的左端点与数轴上的点重合,右端点与数轴上的点重合.
【问题探究】
(1)若将木棒沿数轴水平向右移动,则当它的左端点移动到点处时,它的右端点在数轴上对应的数为;若将木棒沿数轴水平向左移动,则当它的右端点移动到点处时,它的左端点在数轴上对应的数为,由此可得到木棒的长为多少?
(2)图中点表示的数为____,点表示的数为___;
【问题解决】
(3)根据(1)(2),请你借助“数轴”这个工具帮助轩轩解决如下问题;
一天,轩轩问爷爷的年龄,爷爷说:“我若是你现在这么大,你还要年才出生;你若是我现在这么大,我已经岁,是老寿星了,哈哈!”请求出爷爷现在的年龄.
34.【新知理解】
如图①,点C在线段上,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(不同于点C),则_____;(填“”或“”)
【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地滚动1周,该点到达点C的位置.若点M、N是线段的圆周率点,则的长_______;
(4)图②中,若点D在射线上,且线段与以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.
题型八:数轴上掉头运动问题
35.阅读下面材料:若已知点表示数,点表示数,则、两点之间的距离表示为,则.
回答下列问题:
(1)①点表示数,点表示数,则、两点之间的距离表示为______;
②点表示数,点表示数,如果,那么的值为______;
(2)①如果,那么______,______;
②当代数式取最小值时,相应的整数的个数为______;
(3)在数轴上,点表示的数是最大的负整数、是原点、在的右侧且到的距离是,动点沿数轴从点开始运动,到达点后立刻返回,再回到点时停止运动.在此过程中,点的运动速度始终保持每秒个单位长度,设点的运动时间为秒.在整个运动过程中,请直接用含的代数式表示.
36.【背景知识】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地结合.研究数轴我们发现了许多重要的规律:若数轴上点,点表示的数分别为,则两点之间的距离,线段的中点表示的数为.
【问题情境】数轴上点表示的数为,点表示的数为6,点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向终点匀速运动,同时点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,到达点后,再立即以同样的速度返回点,当点到达终点后,两点都停止运动,设运动时间为秒.
【综合运用】
(1)填空:两点间的距离________,线段的中点表示的数为________;
(2)当为何值时,两点间距离为3;
(3)若点为的中点,点为的中点,当点到达点之前,在运动过程中,探索线段和的数量关系,并说明理由.
37.【背景知识】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地结合。研究数轴我们发现了许多重要的规律:若数轴上点A、点B表示的数分别为a、b,则A,B两点之间的距离,线段AB的中点表示的数为.
【问题情境】数轴上点A表示的数为,点B表示的数为6,点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向终点B匀速运动,同时点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,Q到达A点后,再立即以同样的速度返回B点,当点P到达终点后,P.Q两点都停止运动,设运动时间为t秒().
【综合运用】
(1)填空:A,B两点间的距离______,线段的中点表示的数为______:
(2)当t为何值时,P,Q两点间距离为3.
(3)若点M为的中点,点N为的中点,在运动过程中,的值是否会发生变化?若变化,请说明理由,若不变,请求出相应的数值.
38.如图,已知数轴上两点、表示的数分别为、12,用表示点和点之间的距离.
(1)______;
(2)若在数轴上存在一点,使,求点表示的数;
(3)在(2)的条件下,点位于,两点之间.点以每秒1个单位长度的速度沿着数轴的正方向运动;4秒后点以每秒2个单位长度的速度也沿着数轴的正方向运动,到达点处立刻返回沿着数轴的负方向运动,直到点到达点,两个点同时停止运动,设点运动的时间为,则当为何值时,?
39.如图,相距的A、B两地间有一条笔直的马路,C地位于A、B两地之间且距A地,小明同学骑自行车从A地出发沿马路以每小时的速度向B地匀速运动,当到达B地后立即以原来的速度返回,到达A地时停止运动,设运动时间为t(小时),小明的位置为点P.
(1)以点C为坐标原点,以从A到B为正方向,用1个单位长度表示画数轴,指出点A所表示的有理数;
(2)在(1)的数轴上,求时点P表示的有理数;
(3)当小明距离C地1km时,直接写出所有满足条件的t值
1.(2025·河北唐山·一模)如图,数轴上一动点向左移动2个单位长度到达点,再向右移动5个单位长度到达点,若点表示的数是1,则点表示的数是( )
A. B. C. D.
2.((2025·江苏·一模)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.
3.(2024·河北保定·二模)如图,已知数轴上点表示的数为6,点是数轴上在点左侧的一点,且、两点间的距离为10,动点从点出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动.
(1)数轴上点表示的数是 ;
(2)运动1秒时,点表示的数是 ;
(3)动点从点出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点、同时出发.当点运动 秒时,点与点相遇.
4.((2025·河南洛阳·一模)如图,将一条数轴在点,点,点,点处各折一下,得到“折线数轴”.图中点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为0,点表示的数为8,点表示的数为12.动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度沿着“折线数轴”的正方向移动,动点上坡时的速度是初始速度的一半,下坡时的速度是初始速度的2倍,水平位置则保持初始速度不变.
(1)求动点出发3秒时,所在位置对应的数是多少;
(2)动点从点运动到点需要多少秒?
5.、249-25七年级上·江苏南通·阶段练习)如图:在数轴上点表示数,点表示数6,
(1)A、B两点之间的距离等于_________;
(2)在数轴上有一个动点,它表示的数是,则的最小值是_________;
(3)若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,请在数轴上找一点,使,则点表示的数是_________;
(4)若在原点的左边2个单位处放一挡板,一小球甲从点处以5个单位/秒的速度向右运动;同时另一小球乙从点处以2个单位/秒的速度向左运动,在碰到挡板后(忽略球的大小,可看作一点)两球分别以原来的速度向相反的方向运动,设运动时间为秒,请用来表示甲、乙两小球之间的距离.
6.(2025·河北唐山·一模)已知数轴上两点,对应的数分别为和4,点为数轴上一动点,若规定:点到的距离是点到的距离的3倍时,我们就称点是关于的“广益点”.
(1)若点到点的距离等于点到点的距离时,求点表示的数是多少;
(2)若点以每秒1个单位的速度从原点开始向右运动,当点是关于的“广益点”时,求点的运动时间;
(3)若点在原点的左边(即点对应的数为负数),且点是关于点,两个点的“广益点”,请求出符合条件的点表示的数.
7.((2025·江苏·一模)“数轴”是一个非常重要的数学工具,它使数轴上数和点建立起对应关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础.下面就让我们利用学习过的“数轴”来进行探索活动吧.
已知点A在数轴上对应的数为a,点B在数轴上对应的数为b,A、B两点之间的距离记为或,且,,请回答下列问题:
(1)求________.
(2)设点P在数轴上对应的数为x,若,则________.
(3)若点M,N,P是数轴上的三点,点M表示的数为4,点N表示的数为,动点P表示的数为x.
①当点P在点M、N之间(含M、N两点),请化简;
②若点P表示的数是1,现在有一蚂蚁从点P出发,以每秒1个单位长度的速度向右运动,设运动时间为t秒,当t为________秒时,蚂蚁所在的点到点M、点N的距离之和是7.
8.((2025·辽宁沈阳·一模)已知数轴上两点M、N所表示的数分别为m、n,则M、N两点之间的距离.如图,在数轴上 A、B 对应的数分别为、3,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 5?若存在,请求出 x 的值;若不存在,请说明理由.
(3)当点 P 以每分钟 1 个单位长度的速度从原点 O 向左运动时,点 A 以每分钟 5 个单位长度向左运动,点 B 以每分钟个单位长度向左运动,问它们同时出发,几分钟后点 P 到点 A、点 B 的距离相等?
9.(2025·江苏无锡·一模)已知数轴上两点对应的数分别是6,,为数轴上三个动点,点从A点出发,速度为每秒2个单位,点从点出发,速度为点的3倍,点从原点出发,速度为每秒1个单位.
(1)若点向右运动,同时点向左运动,求多长时间点与点相距46个单位?
(2)若点同时都向右运动,求多长时间点到点的距离相等?
(3)若点同时运动,当时间满足时,两点之间(包括两点),两点之间(包括两点),两点之间(包括两点)分别有47个、37个、10个整数点,请直接写出的值.
10.(2025·河北唐山·一模)阅读材料:
数轴是学习有理数的一种重要工具,任何有理数都可以用数轴上的点表示,这样能够运用数形结合的方法解决一些问题.例如,两个有理数在数轴上对应的点之间的距离可以用这两个数的差的绝对值表示:如,在数轴上,有理数3与1对应的两点之间的距离为;有理数5与对应的两点之间的距离为;有理数与对应的两点之间的距离为;…
如图1,在数轴上有理数a对应的点为点A,有理数b对应的点为点B,A,B两点之间的距离表示为或,记为.
解决问题:
(1)数轴上有理数与3对应的两点之间的距离等于________;数轴上有理数x与对应的两点之间的距离用含x的式子表示为________;若数轴上有理数x与1对应的两点A,B之间的距离,则x等于________;
联系拓广:
(2)如图2,点M,N,P是数轴上的三点,点M表示的数为4,点N表示的数为,动点P表示的数为x.若点P在点M,N两点之间,则________;若,则点P表示的数x为________;由此可得:当取最小值时,整数x的所有取值的和为________.
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