内容正文:
专题02 数轴中的九类动点模型
数轴中的动点问题属于七年级上册必考的压轴题型,主要是以数轴作为载体,运用分类讨论的方法和数形结合的做题思维,综合考查学生对数轴上的动点问题的分析与判断能力,从而掌握数形结合的基本思维;在做题时,需要我们掌握点移动的表示方法,例如左移减,右移加;然后针对含时间t的动点问题,学会用t表示距离和动点,最后根据题意列出等量关系,求解即可得到答案(要考虑求出来的t值是否符合动点的运动时间范围)。
2
模型来源 2
真题现模型 2
提炼模型 4
模型运用 4
模型1.动态规律(左右跳跃)模型 4
模型2.动态中点与n等分点模型 6
模型3.单(多)动点匀速模型 8
模型4.单(多)动点变速模型 11
模型5.动点往返运动模型 14
模型6.动态定值(无参型)模型 17
模型7.动态定值(含参型)模型 20
模型8.数轴折叠(翻折)模型 23
模型9.数轴上的线段移动模型 26
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数轴中的动态模型(如动点问题)的历史发展,本质上是数轴工具与运动数学思想结合的产物,其演变可分为三个阶段:工具创造(17世纪)→动态启蒙(19-20世纪)→教学定型(21世纪)。数轴动态模型是笛卡尔几何工具与运动数学思想在教育场景中的实践结晶,其发展映射了数学从抽象理论向应用建模的转化过程。
(2024·安徽合肥·一模)如图,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,可以看出,终点表示数﹣2,已知点A是数轴上的点,请参照图示,完成下列问题:
(1)如果点A表示数﹣3,将点A向右移动7个单位长度,那么终点表示的数是______;
(2)如果点A表示数3,将点A向左移动7个单位长度,再向右移动5个单位长度,那么终点表示的数是______;
(3)如果点A表示数a,将点A向左移动m(m>0)个单位长度,再向右移动n(n>0)个单位长度,那么终点表示数是多少(用含a、m、n的式子表示)?
(2024·浙江台州·一模)操作与推理:我们知道,任何一个有理数都可以用数轴上一个点来表示,根据下列题意解决问题:
(1)已知x=2,请画出数轴表示出x的点:
(2)在数轴上,我们把表示数2的点定为基准点,记作点O,对于两个不同的点A和B,若点A、 B到点O的距离相等,则称点A与点B互为基准等距变换点.例如图2,点A表示数-1,点B表示数5,它们与基准点O的距离都是3个单位长度,我们称点A与点B互为基准等距变换点.
①记已知点M表示数m,点N表示数n,点M与点N互为基准等距变换点.I.若m=3,则n= ;II.用含m的代数式表示n= ;
②对点M进行如下操作:先把点M表示的数乘以23,再把所得数表示的点沿着数轴向右移动2个单位长度得到点N,若点M与点N互为基准等距变换点,求点M表示的数;
③点P在点Q的左边,点P与点Q之间的距离为8个单位长度,对Q点做如下操作: Q1为Q的基准等距变换点,将数轴沿原点对折后Q1的落点为Q2这样为一次变换: Q3为Q2的基准等距变换点,将数轴沿原点对折后Q3的落点为Q4这样为二次变换: Q5为Q4的基准等距变换点......,依此顺序不断地重复变换,得到Q5,Q6,Q7....Qn,若P与Qn.两点间的距离是4,直接写出n的值.
(2024·湖南株洲·二模)【阅读材料】我们知道“在数轴上表示的两个数,右边的数总比左边的数大”,利用此规律,我们可以求数轴上两个点之间的距离,具体方法是:用右边的数减去左边的数的差就是表示这两个数的两点之间的距离.若点表示的数是,点表示的数是,点在点的右边(即),则点,之间的距离为(即).例如:若点表示的数是,点表示的数是,则线段.
【理解应用】(1)已知在数轴上,点表示的数是,点表示的数是,求线段的长;
【拓展应用】如图所示,点、、、在数轴上对应的数分别为、、、,其中是最大的负整数,、满足,且.(2) ; ; ; .
(3)若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时点以每秒个单位长度的速度向左运动,设运动的时间为秒,当、两点之间的距离为个单位长度时,求运动时间的值;
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。
模型1.动态规律(左右跳跃)模型
. 【解题技巧】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·河南信阳·阶段练习)如图,在数轴原点的右侧,一质点从距原点10个单位的点处向原点方向跳动,第一次跳动到的中点处,第二次从点跳动到的中点处,第三次从点跳动到的中点处,如此跳动下去,则第四次跳动后,该质点到原点的距离为 .
例2(24-25七年级上·重庆·阶段练习)一只跳蚤在数轴上从原点O开始沿数轴左右跳动,第1次向右跳1个单位长度,第2次向左跳2个单位长度,第3次向右跳3个单位长度,第4次向左跳4个单位长度……依此规律跳下去,当它第次落下时,落点处对应的数为( )
A. B. C. D.
例3(2024七年级上·全国·专题练习)一只电子跳蚤在数轴上左右跳动,最开始在数轴上的位置记为A0,按如下指令运动:第一次向右跳动一格到A1.第二次在第一次的基础上向左跳动两格到A2.第三次在第二次的基础上向右跳动三格到A3.第四次在第三次的基础上向左跳动四格 到A4,以此类推
(1)若点A0表示原点,则跳动 10次后到点A10,它的位置在数轴上表示的数是 .若每跳一格用时一秒,则跳 动10次后到点A10,共用去时间是 秒.
(2)若跳动100次后到点A100,且所表示的数恰好是50,试求电子跳蚤的A0初始位置所表示的数A0.
模型2.动态中点与n等分点模型
【解题技巧】
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·福建福州·阶段练习)【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,为原点,点对应的数为,点对应的数为,且有,则的中点所对应的数为______;
【问题探究】
(2)在()的条件下,若点从点出发,以每秒个单位长度的速度向左运动,同时点从点出发,以每秒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?
【拓展延伸】
(3)若数轴上点对应的数为,点对应的数为,为靠近点的三等分点,则我们有三等分点公式:点对应的数为;若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的四等分点,则我们有四等分点公式:点对应的数为:.
填空:若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的五等分点.则点对应的数为______.
在()的条件下,若是最靠近的五等分点,为的中点,则是否存在,使得为定值?若存在,请求出的取值范围和此时的定值.若不存在,说明理由.
例2(24-25七年级上·吉林·期末)【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.
例3(24-25七年级上·河南安阳·期中)知识准备:数轴上A、B两点对应的数分别为a、b,则A、B两点之间的距离就是线段的长,且,AB的中点C对应的数为:.问题探究:在数轴上,已知点A所对应的数是,点B对应的数是10.
(1)求线段的长为 ___________;线段的中点对应的数是 ___________.
(2)数轴上表示x和的两点之间的距离是 ___________;若该距离是8,则x=___________.
(3)若动点P从点A出发以每秒6个单位长度的速度向右运动,同时动点Q从点B出发以每秒2个单位长度的速度向左运动.经过多少秒,P、Q两点相距6个单位长度?
模型3.单(多)动点匀速模型
【解题技巧】
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(24-25七年级上·山东滨州·期末)已知数轴上点A表示的数为8,点B是数轴上在点A左侧的一点,且A、B两点间的距离为12.动点P、Q分别从点A、B出发,沿数轴向左匀速运动,点P的速度为每秒4个单位长度,点Q的速度为每秒3个单位长度,设运动时间为t(t>0)秒.
(1)数轴上点B表示的数是_____,当点P运动到AB的中点时,它所表示的数是______.
(2)若点P、Q同时出发:
①当点P运动多少秒时,点P追上点Q?
②当点P运动多少秒时,点P与点Q间的距离为6个单位长度.
例2(24-25七年级上·福建·期末)已知数轴上有 A、B、C三点,分别表示有理数:,,8,动点P从A点出发,以每秒1个单位长度的速度向终点C运动,设点P运动时间为t秒.
(1)填空:AB= ,PA=________,PC=_______.(可用含t的代数式表示)
(2)当点P运动到B点时,点Q从A点出发,以每秒3个单位长度的速度向终点C运动,请用含t的代数式表示P、Q两点之间的距离.
例3(24-25七年级上·湖南株洲·期末)如图,已知数轴上点A表示的数为8,B是数轴上位于点A左侧一点,且,动点P从A点出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为秒.
(1)数轴上点B表示的数是_____;点P表示的数是_____用含t的代数式表示.
(2)动点Q从点B出发,以每秒3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,问点P运动多少秒后与点Q相距4个单位长度?
模型4.单(多)动点变速模型
【解题技巧】
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·湖南永州·期末)如下图,数轴上,点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为9,点D表示的数为13,在点B和点C处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点A和点D在数轴上相距20个长度单位,动点P从点A出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点Q从点D出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线BA和射线CD上的运动速度相同均为2个单位/秒,“上坡路段”从B到C速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从C到B速度变为“水平路线”速度的2倍.设运动的时间为t秒,问:
(1)动点Q从点C运动到点B需要的时间为______秒;
(2)动点P从点A运动至D点需要的时间为多少秒?
(3)当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,求出动点P在数轴上所对应的数.
例2(24-25七年级上·四川绵阳·期中)已知a、b为常数,且关于x、y的多项式(﹣20x2+ax﹣y+12)﹣(bx2+12x+6y﹣3)的值与字母x取值无关,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,求运动时间t的值(不必写过程).
例3(24-25七年级上·湖北武汉·期末)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,.
模型5.动点往返运动模型
【解题技巧】
. 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(24-25七年级上·吉林·期中)已知:如图,点A、点B为数轴上两点,点A表示的数为a,点B表示的数为b,a与b满足.动点P从点A出发,以2个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动,若在点B处放一挡板(挡板厚度忽略不计),点P在碰到挡板后立即返回,以3个单位长度/秒的速度在数轴上向左运动,到点A停止,设点P运动的时间为t(秒)(t>0).
(1)直接写出a、b的值,______,______;
(2)点P碰到挡板时,t的值为______;
(3)当时,点P表示的有理数为______;当时,点P表示的有理数为______;
(4)试探究:点P到挡板的距离与它到原点的距离可能相等吗?若能,直接写出相等时t的值;若不能,请说明理由.
例2(24-25七年级上·重庆沙坪坝·期中)如图1,数轴上点A、B表示的数分别为﹣4、20,一段木棍CD在数轴上A、B两点之间运动.
(1)当木棍的端点C与点A重合时,端点D在数轴上对应的数是4.则木棍CD的长度为 .
(2)在(1)的条件下,木棍CD在A、B两点之间运动,点E是AD的中点,若CE=2,求点D在数轴上对应的数;
(3)在(1)的条件下,如图2,木棍CD从点A出发(点C与A重合),以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,同时有一根同样长度的木棍MN,从点B出发(点N与B重合),以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,当点M碰到点A后立即以相同的速度返回.当点D与点B重合时木棍MN与木棍CD同时停止运动.设它们运动的时间为t秒,请用含t的代数式直接表示点C、N之间的距离.
例3(24-25七年级上·江西赣州·期中)已知数轴上有三点,,分别表示有理数,,,动点从点出发,以个单位长度的速度向终点移动,设点移动时间为.
(1)用含的代数式表示点分别到点和点的距离:______,______.
(2)当点运动到点时,点从点出发,以个单位长度的速度向点运动,点到达点后,再立即以同样的速度返回,当点运动到点时,两点运动停止.当点,运动停止时,求点,间的距离.
模型6.动态定值(无参型)模型
【解题技巧】
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(24-25七年级上·湖南长沙·期末)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.
例2(24-25七年级上·湖南长沙·阶段练习)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.
例3(24-25七年级上·福建福州·期末)点在数轴上对应的数分别为,且满足.
(1)如图,求线段的长;
(2)若点C在数轴上对应的数为x,且x是方程的根,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;
(3)如图,点P在B点右侧,的中点为为靠近于B点的四等分点,当P在B的右侧运动时,有两个结论:①的值不变;②的值不变,其中只有一个结论正确,请判断正确的结论,并求出其值.
模型7.动态定值(含参型)模型
【解题技巧】
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·海南儋州·期中)如图,在数轴上点表示数,点示数,点表示数,的相反数是,且、满足.
(1)________;________;________;
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与数________表示的点重合;若数轴上有一点为线段的三等分点(点在线段内),则点表示的数是________;
(3)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,假设秒钟过后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,是否存在常数,使为定值,若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
例2(24-25七年级上·北京大兴·期中)我们规定:对于数轴上不同的三个点M,N,P,当点M在点N右侧时,若点P到点M的距离恰好为点P到点N的距离的n倍,且n为正整数,(即),则称点P是“关联点”
如图,已知在数轴上,原点为O,点A,点B表示的数分别为4,.
(1)原点O (填“是”或“不是”)“关联点”;
(2)若点C是“整2关联点”,则点C所表示的数 ;
(3)若点A沿数轴向右运动,每秒运动1个单位长度,同时点B沿数轴向左运动,每秒运动2个单位长度,则运动时间为 秒时,原点O恰好是“关联点”,此时n的值为 .
(4)点Q在A,B之间运动,且不与A,B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,求出m,n满足的数量关系.
例3(24-25七年级上·湖南岳阳·期末)材料阅读:当点C在线段上,且时,我们称n为点C在线段上的点值,记作.如点C是的中点时,则,记作;反过来,当时,则有.因此,我们可以这样理解:与具有相同的含义.
初步感知:
(1)如图1,点C在线段上,若,则_______;若,则_______;
(2)如图2,已知线段,点P、Q分别从点A和点B同时出发,相向而行,运动速度均为,当点P到达点B时,点P、Q同时停止运动,设运动时间为.请用含有t的式子表示和,并判断它们的数量关系.
拓展运用:
(3)已知线段,点P、Q分别从点A和点B同时出发,相向而行,若点P、Q的运动速度分别为和,点Q到达点A后立即以原速返回,点P到达点B时,点P、Q同时停止运动,设运动时间为ts.则当t为何值时,等式成立.
模型8.数轴折叠(翻折)模型
【解题技巧】
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·广东肇庆·期中)综合与实践
【主题】折纸.
【素材】已知在纸面上有一数轴(如图所示),折叠纸面.
【实践操作】
操作1:在纸面上有如图所示的一数轴,折叠纸面,若数轴上数1表示的点与数表示的点重合,则数轴上数表示的点与数2表示的点重合.
操作2:现打开纸面后,再次折叠.使数轴上数表示的点与数0表示的点重合.数轴上两点折叠后重合,两点折叠后重合.
【实践探索】
(1)在操作2中,数轴上数3表示的点与数_____表示的点重合;
(2)若点到原点的距离是5个单位长度,求点表示的数;
(3)若数轴上两点之间的距离为20且点表示的数比点表示的数大,现有一只电子蚂蚁从点出发,沿数轴以每秒2个单位长度的速度向射线的方向运动,求当电子蚂蚁所在位置到点的距离为4时,电子蚂蚁所用的时间为多少秒?
例2(23-24七年级上·江西赣州·期中)【数学活动】
学习了数轴和有理数的加减运算等相关知识后,学校七年级数学兴趣小组利用数轴进行了以下探究:
[活动一 阅读]
表示3与1差的绝对值,也可理解为3与1两数在数轴上所对应的两点之间的距离;可以看做,表示3与的差的绝对值,也可理解为3与两数在数轴上所对应的两点之间的距离.
[活动二 探索]
(1)数轴上表示5和的两点之间的距离是______.
(2)①若,则______;
②若使x所表示的点到表示和2的点的距离之和为5,所有符合条件的整数x的和为______.
[活动三 折叠]
小明在草稿纸上画了一条数轴进行操作探究:
(3)折叠纸面,若1表示的点和表示的点重合,则3表示的点与______表示的点重合.
(4)折叠纸面,若3表示的点和表示的点重合,则:
①表示的点和______表示的点重合;
②这时如果(A在B的左侧)两点之间的距离为,且两点经折叠后重合,则点A表示的数是______,点B表示的数是______;
③若点A表示的数为a,点B表示的数为b,且两点经折叠后重合,试求a与b之间的数量关系.
例3(24-25七年级上·山西太原·阶段练习)已知在纸面上有一数轴,根据给出的数轴,解答下面的问题:
(1)已知、两点相距个单位长度,请你根据图中、两点的位置,分别写出它们所表示的有理数.
(2)在数轴上标出与点的距离为2的点(用不同于、的字母表示),并写出这些点表示的数.
(3)折叠纸面,若数轴上对应的点与5对应的点重合,回答以下问题:
①10对应的点与_______对应的点重合;
②若数轴上、两点之间的距离为(在的左侧),且、两点经折叠后重合,求、两点表示的数.
(4)如图,半径为2的圆上有一点落在数轴上点处,求将圆在数轴上向右滚动(无滑动)一周后点在数轴上所表示的数.
模型9.数轴上的线段移动模型
【解题技巧】
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(23-24七年级上·福建福州·期中)定义:数轴上A、B两点的距离为a个单位记作,根据定义完成下列各题.
两个长方形和的宽都是3个单位长度,长方形的长是6个单位长度,长方形的长是10个单位长度,其中点A、D、E、H在数轴上(如图),点E在数轴上表示的数是5,且E、D两点之间的距离为14,原点记为0.
(1)求数轴上点H、A所表示的数?
(2)若长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动,数轴上有M、N两点,其中点M在A、D两点之间,且,其中点N在E、H两点之间,且,设运动时间为x秒.
①经过x秒后,M点表示的数是 ,N点表示的数是 (用含x的式子表示,结果需化简).
②求(用含x的式子表示,结果需化简).
(3)若长方形以2个单位长度/秒的速度向右匀速运动,长方形固定不动,设长方形运动的时间为秒,两个长方形重叠部分的面积为S,当时,求此时t的值.
例2(23-24七年级上·天津南开·阶段练习)如图,半径为1的小圆与半径为2的大圆上有一点与数轴上原点重合,两圆在数轴上做无滑动的滚动,小圆的运动速度为每秒个单位,大圆的运动速度为每秒个单位.
(1)若大圆沿数轴向左滚动1周,则该圆与数轴重合的点所表示的数是_____(结果保留);
(2)若大圆不动,小圆沿数轴来回滚动,规定小圆向右滚动时间记为正数,向左滚动时间记为负数,依次滚动的情况记录如下(单位:秒):-1,+2,-4,-2,+3,-8
①第_____次滚动后,小圆离原点最远;
②当小圆结束运动时,小圆运动的路程共有多少?(结果保留)
例3(23-24七年级上·广东汕头·期末)如图,在数轴上有两个长方形和,这两个长方形的宽都是2个单位长度,长方形的长是4个单位长度,长方形的长是8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12.
(1)填空:点在数轴上表示的数是_________ ,点在数轴上表示的数是_________.
(2)若线段的中点为,线段EH上有一点,, 以每秒4个单位的速度向右匀速运动,以每秒3个单位的速度向左运动,设运动时间为秒,求当多少秒时,.
(3)若长方形以每秒2个单位的速度向右匀速运动,长方形固定不动,当两个长方形重叠部分的面积为6时,求长方形运动的时间.
1.(24-25七年级上·四川德阳·阶段练习)等边在数轴上的位置如图所示,点A、C对应的数分别为0和.若绕顶点沿顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转一次后点B所对应的数为1,则连续翻转2023次后点B所对应的数是( )
A.不对应任何数 B.2021 C.2022 D.2023
2.(24-25七年级上·北京海淀·期末)已知有理数满足:.如图,在数轴上,点是原点,点所对应的数是,线段在直线上运动(点在点的左侧),,
下列结论
①;
②当点与点重合时,;
③当点与点重合时,若点是线段延长线上的点,则;
④在线段运动过程中,若为线段的中点,为线段的中点,则线段的长度不变.
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.①②③④ D.①③④
3.(24-25七年级上·宁夏银川·期中)点(为正整数)都在数轴上,点在原点的左边,且;点在点的右边,且;点在点的左边,且;点在点的右边,且;…,依照上述规律,点所表示的数分别为 ( )
A.2018,-2019 B.1009,-1010 C.-2018,2019 D.-1009,1009
4.(24-25七年级上·河南商丘·期中)一动点从数轴上的原点出发,沿数轴的正方向以前进5个单位,后退3个单位的程序运动,已知每秒前进或后退1个单位.设表示第秒点在数轴的位置所对应的数,如,则为( )
A.504 B.505 C.506 D.507
5.(24-25七年级上·浙江湖州·期中)一个长方形ABCD在数轴上的位置如图所示,AB=3,AD=2,若此长方形绕着顶点按照顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转1次后,点A所对应的数为1,求翻转2018次后,点B所对应的数 .
6.(24-25七年级下·北京·期中)如图,A点的初始位置位于数轴上的原点,现对A点做如下移动:第1次从原点向右移动1个单位长度至B点,第2次从B点向左移动3个单位长度至C点,第3次从C点向右移动6个单位长度至D点,第4次从D点向左移动9个单位长度至E点,……,依此类推,移动 6 次后该点对应的数是 ;至少移动 次后该点到原点的距离不小于20.
7.(24-25七年级上·浙江杭州·期末)等边在数轴上的位置如图所示,点A、C对应的数分别为0和-1,若绕着顶点顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转1次后,点B所对应的数为1;则翻转2015次后,点B所对应的数是 .
8.(24-25七年级上·湖南株洲·期中)如图,圆的周长为4个单位长度,在圆的四等分点处标上字母,先将圆周上的字母对应的点与数轴的数字0对应的点重合,若将圆沿着数轴向左滚动,那么数轴上的-2019所对应的点将与圆周上字母 所对应的点重合.
9.(24-25七年级上·福建福州·期末)已知数轴上三点,若点在点之间且,则称点是的突点.例如,图1中,点表示的数分别为,1,0,,此时,,则点是的突点,点是的突点.
(1)如图,数轴上点,表示的数分别为,,若点是的突点,则点表示的数是______;若点是的突点,则点表示的数是______;
(2)如图,为数轴上两点,它们表示的数分别为,10,若点向数轴的负方向以每秒个单位长度运动,,同时点向数轴的正方向以每秒个单位长度运动,假设运动时间为秒,求使得原点是的突点的值;若不存在,请说明理由.
10.(24-25七年级上·江苏南京·阶段练习)平移和翻折是初中数学中两种重要的图形变化,阅读并回答下列问题:
(1)平移:在平面内,将一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移.
①把笔尖放在数轴的原点处,先向左移动2个单位长度,再向右移动3个单位长度,这时笔尖的位置表示的数是______;
②一个机器人从数轴上表示﹣1的点出发,并在数轴上移动2次,每次移动3个单位后到达B点,则B点表示的数是______;
③数轴上点A表示的数为m.则点A向左移动n个单位长度所表示的数为______;
(2)翻折:将一个图形沿着某一条直线折叠的运动.
①若折叠纸条,表示﹣2的点与表示1的点重合,则表示﹣4的点与表示______的点重合;
②若数轴上A、B两点之间的距离为8,点A在点B的左侧,A、B两点经折叠后重合,折痕与数轴相交于表示﹣2的点,则A点表示的数为______;
③在数轴上,点P表示的数为4,点Q表示的数为x,将点P、Q两点重合后折叠,折痕与数轴交于M点;将点P与点M重合后折叠,新的折痕与数轴交于N点,若此时点P与点N的距离为3,数x的值为______.
11.(24-25七年级上·河南洛阳·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.
12.(24-25七年级上·江苏南京·期中)已知数轴上有A、B、C三点,分别对应有理数-26、-10、10,动点P从B出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,同时,动点Q从A出发,以每秒3个单位的速度向终点C移动,设点P的移动时间为t秒.
(1)当t=5秒时,数轴上点P对应的数为 ,点Q对应的数为 ;P、Q两点间的距离为 .
(2)用含t的代数式表示数轴上点P对应的数为 .
(3)在点P运动到C点的过程中(点Q运动到C点后停止运动),请用含t的代数式表示P、Q两点间的距离.
13.(24-25七年级上·广东广州·期中)如图,若点A在数轴上对应的数为a,点B在数轴上对应的数为b,且a,b满足|a+2|+(b﹣1)2=0,点A与点B之间的距离表示为AB=|a﹣b|.
(1)求AB的长;
(2)若点C在数轴上对应的数为,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,说明理由;
(3)在(1)、(2)的条件下,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C分别以每秒4单位长度和9个单位长度的速度向右运动,经过t秒后,请问:AB﹣BC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,请求其常数值.
14.(24-25七年级上·四川阿坝·期末)如图:在数轴上点表示数点表示数点表示数是最大的负整数,在左边两个单位长度处,在右边个单位处
; _; _;
若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与数_ __表示的点重合;
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,假设秒钟过后,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,则_ _,_ _,__ _;(用含的代数式表示)
请问:的值是否随着时间的变化而改变﹖若变化,请说明理由;若不变,请求其值.
15.(24-25七年级上·吉林·期末)如图,已知点在数轴上对应的数为,点对应的数为,且,满足.
(1)求点与点在数轴上对应的数和;
(2)现动点从点出发,沿数轴向右以每秒个单位长度的速度运动;同时,动点从点出发,沿数轴向左以每秒个单位长度的速度运动,设点的运动时间为秒.
① 若点和点相遇于点, 求点在数轴上表示的数;
② 当点和点相距个单位长度时,直接写出的值.
16.(24-25七年级上·江西南昌·期末)已知数轴上点在原点的左边,到原点的距离为4,点在原点右边,从点走到点,要经过16个单位长度.
(1)写出、两点所对应的数;
(2)若点也是数轴上的点,点到点的距离是点到原点距离的3倍,求对应的数;
(3)已知点从点开始向右出发,速度每秒1个单位长度,同时从点开始向右出发,速度每秒2个单位长度,设线段的中点为,线段的值是否会发生变化?若会,请说明理由,若不会,请求出求其值.
17.(2024·河北邯郸·一模)如图:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数是最大的负整数,且满足.
(1)a=________,b=________,c=________.
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与数________表示的点重合;
(3)点开始在数轴上运动,若点以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒2个单位长度和3个单位长度的速度向右运动,假设秒钟过后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,则________,________.(用含的代数式表示)
(4)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。
18.(24-25七年级上·浙江杭州·期末)如图,A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为-20,B点对应的数为100.
(1)请写出与A、B两点距离相等的点M所对应的数;
(2)若当电子蚂蚁P从B点出发时,以6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4单位/秒的速度也向左运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的D点相遇,你知道D点对应的数是多少吗?
(3)现有一只电子蚂蚁P从B点出发,以6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4单位/秒的速度向右运动,设两只电子蚂蚁在数轴上相距10单位时电子蚂蚁Q刚好在C点,你知道C点对应的数是多少吗?
19.(24-25七年级上·浙江杭州·期末)已知数轴上三点对应的数分别为,3,点为数轴上任意一点,其对应的数为。
(1)三点中,其中一个点是另外两个点连成的线段的中点(把一条线段分成相等部分的点),那么的值是_________.
(2)数轴上是否存在点,使点到点,点的距离之和是7?若存在,请直接写出的值;若不存在,请说明理由.
(3)如果点以每分钟3个单位长度的速度从原点向右运动时,点和点分别以每分钟4个单位长度和每分钟1个单位长度的速度也向右运动,且三点同时出发,那么几分钟后,三点中,其中一个点是另外两个点连成的线段的中点
20.(24-25七年级上·福建福州·期末)如图1,在数轴上有,两点,点表示的数为4,点在点的左边,且,若有一动点从数轴上点出发,以每秒1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2个单位长度的速度沿着数轴向右匀速运动.若点,分别从,两点同时出发,设运动时间为秒.
(1)写出数轴上点表示的数为______,P所表示的数为_______(用含的代数式表示).
(2)问点运动多少秒与相距3个单位长度.
(3)如图2,分别以和为边,在数轴上方作正方形和正方形,如图所示,求当为何值时,两个正方形的重叠部分面积是正方形面积的一半,请直接写出结论.______秒.
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专题02 数轴中的九类动点模型
数轴中的动点问题属于七年级上册必考的压轴题型,主要是以数轴作为载体,运用分类讨论的方法和数形结合的做题思维,综合考查学生对数轴上的动点问题的分析与判断能力,从而掌握数形结合的基本思维;在做题时,需要我们掌握点移动的表示方法,例如左移减,右移加;然后针对含时间t的动点问题,学会用t表示距离和动点,最后根据题意列出等量关系,求解即可得到答案(要考虑求出来的t值是否符合动点的运动时间范围)。
2
模型来源 2
真题现模型 2
提炼模型 4
模型运用 4
模型1.动态规律(左右跳跃)模型 4
模型2.动态中点与n等分点模型 6
模型3.单(多)动点匀速模型 8
模型4.单(多)动点变速模型 11
模型5.动点往返运动模型 14
模型6.动态定值(无参型)模型 17
模型7.动态定值(含参型)模型 20
模型8.数轴折叠(翻折)模型 23
模型9.数轴上的线段移动模型 26
30
数轴中的动态模型(如动点问题)的历史发展,本质上是数轴工具与运动数学思想结合的产物,其演变可分为三个阶段:工具创造(17世纪)→动态启蒙(19-20世纪)→教学定型(21世纪)。数轴动态模型是笛卡尔几何工具与运动数学思想在教育场景中的实践结晶,其发展映射了数学从抽象理论向应用建模的转化过程。
(2024·安徽合肥·一模)如图,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,可以看出,终点表示数﹣2,已知点A是数轴上的点,请参照图示,完成下列问题:
(1)如果点A表示数﹣3,将点A向右移动7个单位长度,那么终点表示的数是______;
(2)如果点A表示数3,将点A向左移动7个单位长度,再向右移动5个单位长度,那么终点表示的数是______;
(3)如果点A表示数a,将点A向左移动m(m>0)个单位长度,再向右移动n(n>0)个单位长度,那么终点表示数是多少(用含a、m、n的式子表示)?
【答案】(1)4
(2)1
(3)终点表示数是(a﹣m+n)
【分析】(1)根据-3点为A,右移7个单位得到B点为-3+7=4,则可以得出答案;
(2)根据3表示为A点,将点A向左移动7个单位长度,再向右移动5个单位长度,得到点为3-7+5=1,可以得出答案;
(3)方法同(2),根据数轴上表示的数左减右加的原则计算即可..
【详解】(1)∵点A表示数﹣3,
∴点A向右移动7个单位长度,终点B表示的数是﹣3+7=4,
故答案是:4;
(2)∵点A表示数3,
∴将A点向左移动7个单位长度,再向右移动5个单位长度,
那么终点表示的数是3﹣7+5=1;
故答案是:1;
(3)∵A点表示的数为a,
∴将A点向左移动m个单位长度,再向右移动n个单位长度,
那么终点表示数是(a﹣m+n).
【点睛】本题考查的是数轴的定义及数轴上两点之间的距离公式,弄清题中的规律是解本题的关键.
(2024·浙江台州·一模)操作与推理:我们知道,任何一个有理数都可以用数轴上一个点来表示,根据下列题意解决问题:
(1)已知x=2,请画出数轴表示出x的点:
(2)在数轴上,我们把表示数2的点定为基准点,记作点O,对于两个不同的点A和B,若点A、 B到点O的距离相等,则称点A与点B互为基准等距变换点.例如图2,点A表示数-1,点B表示数5,它们与基准点O的距离都是3个单位长度,我们称点A与点B互为基准等距变换点.
①记已知点M表示数m,点N表示数n,点M与点N互为基准等距变换点.I.若m=3,则n= ;II.用含m的代数式表示n= ;
②对点M进行如下操作:先把点M表示的数乘以23,再把所得数表示的点沿着数轴向右移动2个单位长度得到点N,若点M与点N互为基准等距变换点,求点M表示的数;
③点P在点Q的左边,点P与点Q之间的距离为8个单位长度,对Q点做如下操作: Q1为Q的基准等距变换点,将数轴沿原点对折后Q1的落点为Q2这样为一次变换: Q3为Q2的基准等距变换点,将数轴沿原点对折后Q3的落点为Q4这样为二次变换: Q5为Q4的基准等距变换点......,依此顺序不断地重复变换,得到Q5,Q6,Q7....Qn,若P与Qn.两点间的距离是4,直接写出n的值.
【答案】(1)见解析;(2)①I,1;II 4-m ②;③2或6.
【分析】(1)在数轴上描点;
(2)由基准点的定义可知,;
(3)(3)设P点表示的数是m,则Q点表示的数是m+8,由题可知Q1与Q是基准点,Q2与Q1关于原点对称,Q3与Q2是基准点,Q4与Q3关于原点对称,…
由此规律可得到当n为偶数,Qn表示的数是m+8-2n,P与Qn两点间的距离是4,则有|m-m-8+2n|=4即可求n;
【详解】解:(1)如图所示,
(2)①Ⅰ.∵2是基准点,m=3,3到2的距离是1,所以到2的距离是1的另外一个点是1,
∴n=1;
故答案为1;
Ⅱ.有定义可知:m+n=4,
∴n=4-m;
故答案为:4-m
②设点M表示的数是m,
先乘以23,得到23m,
再沿着数轴向右移动2个单位长度得到点N为23m+2,
∵点M与点N互为基准等距变换点,
∴23m+2+m=4,
∴m=;
③设P点表示的数是m,则Q点表示的数是m+8,如图,
由题可知Q1表示的数是4-(m+8),Q2表示的数是-4+(m+8),Q3表示的数是8-(m+8),Q4表示的数是-8+(m+8),Q5表示的数是12-(m+8),Q6表示的数是-12+(m+8)…
∴当n为偶数,Qn表示的数是-2n+(m+8),
∵若P与Qn两点间的距离是4,
∴|m-[-2n+(m+8)]|=4,
∴n=2或n=6.
【点睛】本题考查新定义,数轴上数的特点;能够理解基准点的定义是解决问题的基础,从定义中探究出基准点的两个点是关于2对称的;(3)中找到Q的变换规律是解题的关键.
(2024·湖南株洲·二模)【阅读材料】我们知道“在数轴上表示的两个数,右边的数总比左边的数大”,利用此规律,我们可以求数轴上两个点之间的距离,具体方法是:用右边的数减去左边的数的差就是表示这两个数的两点之间的距离.若点表示的数是,点表示的数是,点在点的右边(即),则点,之间的距离为(即).例如:若点表示的数是,点表示的数是,则线段.
【理解应用】(1)已知在数轴上,点表示的数是,点表示的数是,求线段的长;
【拓展应用】如图所示,点、、、在数轴上对应的数分别为、、、,其中是最大的负整数,、满足,且.(2) ; ; ; .
(3)若点以每秒个单位长度的速度向左运动,同时点以每秒个单位长度的速度向左运动,设运动的时间为秒,当、两点之间的距离为个单位长度时,求运动时间的值;
【答案】;;;;;秒或秒
【详解】解:,线段的长为;
是最大的负整数,,
、满足,,解得:,,,
又,;故答案为:;;;;
解:秒后点到达的位置是,点到达的位置是,
当、两点之间的距离为个单位长度时,可得:,
整理得:,解得:或,
答:当运动秒或秒时、两点之间的距离为个单位长度
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。
模型1.动态规律(左右跳跃)模型
. 【解题技巧】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·河南信阳·阶段练习)如图,在数轴原点的右侧,一质点从距原点10个单位的点处向原点方向跳动,第一次跳动到的中点处,第二次从点跳动到的中点处,第三次从点跳动到的中点处,如此跳动下去,则第四次跳动后,该质点到原点的距离为 .
【答案】/
【分析】因为A到原点距离为10,为的中点,可求出到原点距离为5,依次可求出、、到原点的距离.
【详解】解:由题意可知:
∵A到原点距离为10,且为的中点,∴到原点距离为5,
∵为的中点,∴到原点距离为,
∵为的中点,∴到原点距离为,
∵为的中点,∴到原点距离为,
故答案为:.
【点睛】本题考查用数轴上的点表示有理数,数轴上两点之间的距离,解题的关键是理解题意准确找出每一个点代表的有理数.
例2(24-25七年级上·重庆·阶段练习)一只跳蚤在数轴上从原点O开始沿数轴左右跳动,第1次向右跳1个单位长度,第2次向左跳2个单位长度,第3次向右跳3个单位长度,第4次向左跳4个单位长度……依此规律跳下去,当它第次落下时,落点处对应的数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】数轴上点的移动规律是“左加右减”,依据规律计算即可.
【详解】解:由题可得:
=
=,
故答案选:B.
【点睛】本题考查了数轴与图形的变化,数轴上点的移动规律是“左加右减”,把数和点对应起来,数形结合是解答本题的关键.
例3(2024七年级上·全国·专题练习)一只电子跳蚤在数轴上左右跳动,最开始在数轴上的位置记为A0,按如下指令运动:第一次向右跳动一格到A1.第二次在第一次的基础上向左跳动两格到A2.第三次在第二次的基础上向右跳动三格到A3.第四次在第三次的基础上向左跳动四格 到A4,以此类推
(1)若点A0表示原点,则跳动 10次后到点A10,它的位置在数轴上表示的数是 .若每跳一格用时一秒,则跳 动10次后到点A10,共用去时间是 秒.
(2)若跳动100次后到点A100,且所表示的数恰好是50,试求电子跳蚤的A0初始位置所表示的数A0.
【答案】(1)﹣5,55;(2)100.
【分析】(1)根据数轴上 “左加右减”的原则进行计算即可,先求出青蛙跳10次所跳过的总格数,再根据它每跳一格用时1秒即可求出结论;
(2) 设A0表示的数为a,由若跳动100次后到点A100,且所表示的数恰好是50列代数式可求出a.
【详解】解:(1)∵在数轴原点上第一次向右跳动一格,到数1;第二次在第一次基础上向左跳两格,到数﹣1;第三次在第二次的基础上向右跳动三格;第四次在第三次的基础上向左跳四格,
∴它跳10次后,它的位置在数轴上表示的数=0+1﹣2+3﹣4+5﹣6+7﹣8+9﹣10=﹣5.
答:它跳10次后,它的位置在数轴上表示的数是﹣5;
电子跳蚤跳10次所跳过的格数=1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=55,
∵它每跳一格用时1秒,
∴它跳10次共用去的时间=55×1=55秒.
答:它每跳一格用时1秒,它跳10次共用去55秒.
故答案为﹣5,55;
(2)设A0表示的数为a,则a+1﹣2+3﹣4+…+99﹣100=50.
∴a+(1﹣2)+(3﹣4)+…+(99﹣100)=50.
∴a﹣50=50.
∴a=100.
∴点A0表示的数是100.
【点睛】本题考查的是数轴,熟知数轴上各数的特点是解答此题的关键.
模型2.动态中点与n等分点模型
【解题技巧】
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·福建福州·阶段练习)【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,为原点,点对应的数为,点对应的数为,且有,则的中点所对应的数为______;
【问题探究】
(2)在()的条件下,若点从点出发,以每秒个单位长度的速度向左运动,同时点从点出发,以每秒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?
【拓展延伸】
(3)若数轴上点对应的数为,点对应的数为,为靠近点的三等分点,则我们有三等分点公式:点对应的数为;若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的四等分点,则我们有四等分点公式:点对应的数为:.
填空:若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的五等分点.则点对应的数为______.
在()的条件下,若是最靠近的五等分点,为的中点,则是否存在,使得为定值?若存在,请求出的取值范围和此时的定值.若不存在,说明理由.
【答案】();()当时,的中点所对应的数为;
();当时,存在定值,为.
【分析】()先由非负数的性质求出,进而可得的中点所对应的数;
()求出点表示的数为,点表示的数为,然后根据的中点所对应的数为,得即可;
()依题意可得出对应的数;
由()可知:点所表示的数为,点表示的数为,再求出点所表示的数为,点所表示的数为,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;
此题主要考查了数轴,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题的关键.
【详解】解:(),
∴,,
∴,,
∴点对应的数为,点对应的数为
∴的中点所对应的数为,
故答案为:;
()由题意可得,点表示的数为,点表示的数为,
∴,
解得,
当时,的中点所对应的数为;
()根据题意:五等分点公式点对应的数为,
故答案为:;
由题意,得点表示的数为,点所表示的数为,
∴,,
∴,
∴当时,,不是定值;
当时,,是定值;
当时,,不是定值,
∴当时,存在定值,为.
例2(24-25七年级上·吉林·期末)【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,
∵,
∴,
∴.
例3(24-25七年级上·河南安阳·期中)知识准备:数轴上A、B两点对应的数分别为a、b,则A、B两点之间的距离就是线段的长,且,AB的中点C对应的数为:.问题探究:在数轴上,已知点A所对应的数是,点B对应的数是10.
(1)求线段的长为 ___________;线段的中点对应的数是 ___________.
(2)数轴上表示x和的两点之间的距离是 ___________;若该距离是8,则x=___________.
(3)若动点P从点A出发以每秒6个单位长度的速度向右运动,同时动点Q从点B出发以每秒2个单位长度的速度向左运动.经过多少秒,P、Q两点相距6个单位长度?
【答案】(1)14 3
(2) 3或
(3)1秒或2.5秒
【分析】(1)直接代入题目中的公式即可求解;
(2)代入公式,解绝对值方程求解;
(3)分别用时间t表示P、Q点的数值,继而表示线段的长,解关于时间t的方程求解.
【详解】(1),
AB的中点C对应的数为:.
故答案为14,3
(2)
若
则
∴
答案为故 或
(3)设运动时间为t秒,则点P运动后所对应的点为,点Q运动后所对应的点为,
∴之间的距离为,
当P、Q两点相距6个单位长度时,,解得或,
∴经过1秒或2.5秒时,P、Q两点相距6个单位长度.
【点睛】本题考查数轴上的动点问题,解题时表示动点的数值是解题的关键.
模型3.单(多)动点匀速模型
【解题技巧】
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(24-25七年级上·山东滨州·期末)已知数轴上点A表示的数为8,点B是数轴上在点A左侧的一点,且A、B两点间的距离为12.动点P、Q分别从点A、B出发,沿数轴向左匀速运动,点P的速度为每秒4个单位长度,点Q的速度为每秒3个单位长度,设运动时间为t(t>0)秒.
(1)数轴上点B表示的数是_____,当点P运动到AB的中点时,它所表示的数是______.
(2)若点P、Q同时出发:
①当点P运动多少秒时,点P追上点Q?
②当点P运动多少秒时,点P与点Q间的距离为6个单位长度.
【答案】(1),2
(2)①12秒;②6秒或8秒
【详解】(1)解:设点B表示的数为x,
∵点A表示的数为8,点B是数轴上在点A左侧的点,且A、B两点间的距离为12,
∴AB=8-x=12,
∴x=-4,
AB的中点表示的数为,
故答案为:-4;2
(2)①根据题意,得解得.答:当P运动12秒时,点P追上点Q.
②根据题意,得,;或,.
答:当点P运动6秒或18秒时,点P与点Q间的距离为6个单位长度.
例2(24-25七年级上·福建·期末)已知数轴上有 A、B、C三点,分别表示有理数:,,8,动点P从A点出发,以每秒1个单位长度的速度向终点C运动,设点P运动时间为t秒.
(1)填空:AB= ,PA=________,PC=_______.(可用含t的代数式表示)
(2)当点P运动到B点时,点Q从A点出发,以每秒3个单位长度的速度向终点C运动,请用含t的代数式表示P、Q两点之间的距离.
【答案】(1)20,t,30-t;(2)60-2t(t≥20)
【分析】(1)根据线段长度计算作答;
(2)分别用t表示P,Q作答.
【详解】解:(1)由题意得,AB=-2-(-22)=20,
PA=t,
PC=CA-PA=8-(22)-t=30-t.
故答案为:20,t,30-t.
(2)点P表示的数为-22+t.
点P到达点B时-22+t=-2,t=20.
∴点Q所表示的数为-22+3(t-20)=-82+3t(t≥20).
P与Q相遇时,-22+t=-82+3t,t=30,即点P,Q在C点处相遇.
∴P,Q两点距离表示为:-22+t-(-82+3t)=60-2t(t≥20).
故答案为:60-2t(t≥20).
【点睛】本题考查数轴上动点问题,解题关键是用t表示出P,Q两点然后作差.
例3(24-25七年级上·湖南株洲·期末)如图,已知数轴上点A表示的数为8,B是数轴上位于点A左侧一点,且,动点P从A点出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为秒.
(1)数轴上点B表示的数是_____;点P表示的数是_____用含t的代数式表示.
(2)动点Q从点B出发,以每秒3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,问点P运动多少秒后与点Q相距4个单位长度?
【答案】(1)-12;(2)t=8 或 t=12
【分析】(1)根据已知添加进行求解即可;
(2)分两种情况,点P在Q的左侧和右侧进行讨论即可;
【详解】(1)数轴上点B表示的数是,点P表示的数是;
故答案为:-12;.
(2)Q点坐标可表示为:-3t-12,QP两点间距离为4,点P可能在Q点右边,也可以在Q点左边,则两点坐标差的绝对值为4
即( -5t+8)-(-3t-12)=4或者( -5t+8)-(-3t-12)=-4,
解得t=8或 t=12.
【点睛】本题主要考查了数轴的相关计算,准确计算是解题的关键.
模型4.单(多)动点变速模型
【解题技巧】
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·湖南永州·期末)如下图,数轴上,点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为9,点D表示的数为13,在点B和点C处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点A和点D在数轴上相距20个长度单位,动点P从点A出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点Q从点D出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线BA和射线CD上的运动速度相同均为2个单位/秒,“上坡路段”从B到C速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从C到B速度变为“水平路线”速度的2倍.设运动的时间为t秒,问:
(1)动点Q从点C运动到点B需要的时间为______秒;
(2)动点P从点A运动至D点需要的时间为多少秒?
(3)当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,求出动点P在数轴上所对应的数.
【答案】(1)2.5
(2)15
(3)
【分析】(1)求出BC长度,“下坡路段”速度是4个单位/秒,即得动点Q从点C运动到点B的时间;
(2)先求出AB,BC,CD的长度,再根据“水平路线”速度是2个单位/秒,从B到C速度变为“水平路线”速度的一半,即得动点P从点A运动至D点需要的时间;
(3)设运动时间为秒,分四种情况:①当0≤t≤2,②当2<t≤3,③当3<t<4.5,④当4.5<t≤7.5,列方程求出t.
【详解】(1)∵点B表示的数为-1,点C表示的数为9,
∴BC=1-(-9)=10(个单位),
∵“下坡路段”从C到B速度变为“水平路线”速度的2倍,“水平路线”速度是2个单位/秒,
∴“下坡路段”速度是4个单位/秒,
∴动点Q从点C运动到点B需要的时间为10÷4=2.5(秒);
(2)根据题意知:AB=|-7-(-1)|=6(个单位),BC=1-(-9)=10(个单位),CD=13-9=4(个单位),
∴“水平路线”速度是2个单位/秒,从B到C速度变为“水平路线”速度的一半,
∴动点P从点A运动至D点需要的时间为
6÷2+10÷+4÷2=3+10+2=15(秒);
(3)设运动时间为t秒,
①当0≤t≤2,即P在AB上,Q在CD上,显然P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度不会相等;
②当2<t≤3,即P在AB上,Q在CB上时,P表示的数是-7+2t,Q表示的数是9-4(t-2),
∴0-(-7+2t)=9-4(t-2)-0,
解得t=5,
此时P已不在AB上,不符合题意,这种情况不存在;
③当3<t<4.5,即P在BC上,Q在CB上时,P表示的数是-1+(t-3)=t-4,Q表示的数是9-4(t-2)=17-4t,
∴|t-4|=|17-4t|,
解得t=或t=,
∴P表示的数是或;
④当4.5<t≤7.5,即P在BC上,Q在AB上时,P表示的数是t-4,Q表示的数是-1-2(t-4.5)=8-2t,
∴t-4-0=0-(8-2t),
解得t=4(不合题意,舍去),
综上所述,当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,动点P在数轴上所对应的数是或.
【点睛】本题考查数轴上的动点问题,解题的关键是用含t的代数式表示动点表示的数,根据运动过程分类讨论.
例2(24-25七年级上·四川绵阳·期中)已知a、b为常数,且关于x、y的多项式(﹣20x2+ax﹣y+12)﹣(bx2+12x+6y﹣3)的值与字母x取值无关,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,求运动时间t的值(不必写过程).
【答案】(1)a=12,b=﹣20;(2)12﹣6t,﹣20+2t;(3)秒或秒秒或秒
【分析】(1)由题意根据关于x、y的多项式(﹣20x2+ax﹣y+12)﹣(bx2+12x+6y﹣3)的值与字母x取值无关,即可求出a、b;
(2)由题意根据点E、F的运动方向和速度可得解;
(3)根据题意分相遇前和相遇后两种情况,然后正确列出方程进行分析计算即可.
【详解】解:(1)∵关于x、y的多项式(﹣20x2+ax﹣y+12)﹣(bx2+12x+6y﹣3)的值与字母x取值无关,
∴(﹣20x2+ax﹣y+12)﹣(bx2+12x+6y﹣3)
=﹣20x2+ax﹣y+12﹣bx2﹣12x﹣6y+3)
=(﹣20﹣b)x2+(a﹣12)x﹣7y+15,
∴﹣20﹣b=0或a﹣12=0,
解得b=﹣20,a=12;
(2)设运动时间为t秒.
由题意得:点E在数轴上对应的数为:12﹣6t,点F在数轴上对应的数为:﹣20+2t,
故答案为:12﹣6t,﹣20+2t;
(3)设当E、F之间的距离为2个单位时,运动时间为t秒,
相遇前:12﹣6t=﹣20+2t+2,解得:t=;
相遇后:E、F相遇的时间为:(20+12)÷(2+6)=4(秒),
相遇点为﹣20+2×4=﹣12,
点F在原地停留4秒时,6(t﹣4)=2,解得:t=;
由题意得:当E、F相遇后,点E在数轴上对应的数为:12﹣6t,点F在数轴上对应的数为:﹣12﹣2×5(t﹣4﹣4)=68﹣10t.
当E在F左侧时,68﹣10t﹣(12﹣6t)=2,解得:t=;
当E在F右侧时,12﹣6t﹣(68﹣10t)=2,解得:t=.
答:当E、F之间的距离为2个单位时,运动时间为秒或秒秒或秒
【点睛】本题考查数轴和一元一次方程的应用,能根据题意列出代数式和方程是解答此题的关键.
例3(24-25七年级上·湖北武汉·期末)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,.
【分析】(1)根据平方和绝对值的非负性计算即可求出a和b的值,再根据两点间的距离公式即可求出AC的长度;
(2)①分别求出AO,BO和BC的距离,再根据“时间=路程÷速度”计算即可得出答案;②设P点在数轴上所对应的数为y,根据题意列出方程,解方程即可得出答案;
(3)根据线段中点的性质求出点D的坐标,设时间为t,分五种情况进行讨论,分别求出每种情况下点M和点N的坐标,再根据两点间的距离公式求出MD和ND,令MD=ND,解方程即可得出答案.
【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.
模型5.动点往返运动模型
【解题技巧】
. 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(24-25七年级上·吉林·期中)已知:如图,点A、点B为数轴上两点,点A表示的数为a,点B表示的数为b,a与b满足.动点P从点A出发,以2个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动,若在点B处放一挡板(挡板厚度忽略不计),点P在碰到挡板后立即返回,以3个单位长度/秒的速度在数轴上向左运动,到点A停止,设点P运动的时间为t(秒)(t>0).
(1)直接写出a、b的值,______,______;
(2)点P碰到挡板时,t的值为______;
(3)当时,点P表示的有理数为______;当时,点P表示的有理数为______;
(4)试探究:点P到挡板的距离与它到原点的距离可能相等吗?若能,直接写出相等时t的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1);
(2)6;
(3)4,5;
(4)或 .
【分析】(1)由绝对值的非负性即可得出结论;
(2)求出点A与点B之间的距离为,再根据,即可求解;
(3)当时,点P表示的有理数为,当时,点P到达挡板后从B点出发运动了1秒,即点P表示的有理数为;
(4)分两种情况讨论:当时, ,当时,点P表示的数是 ,则有,分别解方程即可 .
【详解】(1)解:
,
,
故答案为:;
(2)解:点A表示的数为,点B表示的数为8,
,
点P碰到挡板时,t的值为,
故答案为:6;
(3)解:当时,点P表示的有理数为,
当时,点P表示的有理数为;
故答案为:4,5;
(4)解:点P到挡板的距离与它到原点的距离可能相等,理由如下:
当时,点P表示的数为,
,
解得,
当时,点P表示的数是 ,
则有,
解得,
综上所述,t的值为或 .
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,以及数轴上动点问题,解题的关键是能用含t的代数式正确的表示出点运动后所表示的数.
例2(24-25七年级上·重庆沙坪坝·期中)如图1,数轴上点A、B表示的数分别为﹣4、20,一段木棍CD在数轴上A、B两点之间运动.
(1)当木棍的端点C与点A重合时,端点D在数轴上对应的数是4.则木棍CD的长度为 .
(2)在(1)的条件下,木棍CD在A、B两点之间运动,点E是AD的中点,若CE=2,求点D在数轴上对应的数;
(3)在(1)的条件下,如图2,木棍CD从点A出发(点C与A重合),以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,同时有一根同样长度的木棍MN,从点B出发(点N与B重合),以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,当点M碰到点A后立即以相同的速度返回.当点D与点B重合时木棍MN与木棍CD同时停止运动.设它们运动的时间为t秒,请用含t的代数式直接表示点C、N之间的距离.
【答案】(1)8;(2)点D在数轴上对应的数为8或16;(3)CN=.
【分析】(1)结合图形以及两点之间的距离公式即可求解;
(2)分中点E在点C右侧和中点E在点C左侧两种情况讨论,结合图形以及两点之间的距离公式即可求解;
(3)分,,三种情况讨论,利用两点之间的距离公式求解即可.
【详解】解:(1)∵木棍的端点C与点A重合时,端点D在数轴上对应的数是4,
∴CD=4-(-4)=8,
故答案为:8;
(2)设AC=x,
∵CE=2,CD=8,点E是AD的中点,
当中点E在点C右侧时,如图:
则DE=CD-CE=6,
∴AD=2DE=12,
∵点A表示的数为﹣4,
∴点D在数轴上对应的数为12-4=8;
当中点E在点C左侧时,如图:
则DE=CD+CE=10,
∴AD=2DE=20,
∵点A表示的数为﹣4,
∴点D在数轴上对应的数为20-4=16;
综上,点D在数轴上对应的数为8或16;
(3)AB=20-(-4)=24,
刚开始同向而行到点C、N相遇用时:24(2+3)=(秒),
点M碰到点A用时:(24-8)3=(秒),
点D与点B重合用时:(24-8)2=8 (秒),
当时,点C、N之间的距离为20-(-4)-2t-3t=24-5t;
当时,点C、N之间的距离为2t+3t-(20+4)= 5t-24;
当时,点C、N之间的距离为2t- (3t-8)=8-t;
综上,CN=.
【点睛】本题考查了两点之间的距离公式以及数轴,牢记两点间的距离是解题的关键.
例3(24-25七年级上·江西赣州·期中)已知数轴上有三点,,分别表示有理数,,,动点从点出发,以个单位长度的速度向终点移动,设点移动时间为.
(1)用含的代数式表示点分别到点和点的距离:______,______.
(2)当点运动到点时,点从点出发,以个单位长度的速度向点运动,点到达点后,再立即以同样的速度返回,当点运动到点时,两点运动停止.当点,运动停止时,求点,间的距离.
【答案】(1),;(2)24
【分析】(1)根据数轴上两点的距离即可求得答案;
(2)先求得点从点到点的时间,进而求得点运动的路程,根据题意确定的位置,进而求得的距离
【详解】(1),
故答案为:,;
(2)解:点从点到点的时间为
点运动的路程为
点,距离为
答:点,距离为
【点睛】本题考查了数轴上两点距离,数轴上动点问题,数形结合是解题的关键.
模型6.动态定值(无参型)模型
【解题技巧】
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(24-25七年级上·湖南长沙·期末)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
【分析】(1)根据,AB=8,求出CD的长,再有B为线段AC的中点,求出AC的长,即可求点在数轴上表示的数;
(2)经过t秒,点A为3t, 点B为8+3t, 点C为16+2t,点D为38+2t,写出AC,BD的长,代入AC+BD=24解方程即可;
(3)由,在点和之间有一点,得到AC=AP+PC,DP=CP+CD=CP+3AB-2,化简即可得到结论.
【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.
例2(24-25七年级上·湖南长沙·阶段练习)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.
【分析】(1)由点A距离原点6个单位长度,点A在原点左边,推出a=-6,由b-|a|=2.可得b=8;
(2)①②根据题意构建方程即可解决问题;
(3)根据中点坐标公式分别表示出点E表示的数,点F表示的数,再计算 即可.
【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.
例3(24-25七年级上·福建福州·期末)点在数轴上对应的数分别为,且满足.
(1)如图,求线段的长;
(2)若点C在数轴上对应的数为x,且x是方程的根,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;
(3)如图,点P在B点右侧,的中点为为靠近于B点的四等分点,当P在B的右侧运动时,有两个结论:①的值不变;②的值不变,其中只有一个结论正确,请判断正确的结论,并求出其值.
【答案】(1)4
(2)或
(3)正确的结论为①的值不变,其值为2
【分析】(1)利用非负数的性质求出a与b的值,即可确定出的长;
(2)求出已知方程的解确定出x,得到C表示的点,设点P在数轴上对应的数是m,由确定出P位置,即可做出判断;
(3)设P点所表示的数为n,就有,,根据条件就可以表示出, ,再分别代入①和②求出其值即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,
,
∴,
∴.
答:的长为4;
(2)∵,
∴,
∴BC==5.
设点P在数轴上对应的数是m,
∵,
∴,
令,
,
∴或.
①当时,
,
;
②当时,
,(舍去);
③当时,
,
.
∴当点P表示的数为或时,;
(3)解:设P点所表示的数为n,
∴,
.
∵PA的中点为M,
∴.
∵N为的四等分点且靠近于B点,
∴B,
∴①=2(不变),
②(随点P的变化而变化),
∴正确的结论为①,且.
【点睛】此题考查了数轴的运用,数轴上任意两点间的距离公式的运用,去绝对值的运用,一元一次方程的解,解题的关键是灵活运用两点间的距离公式.
模型7.动态定值(含参型)模型
【解题技巧】
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·海南儋州·期中)如图,在数轴上点表示数,点示数,点表示数,的相反数是,且、满足.
(1)________;________;________;
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与数________表示的点重合;若数轴上有一点为线段的三等分点(点在线段内),则点表示的数是________;
(3)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,假设秒钟过后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,是否存在常数,使为定值,若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,
(2),或
(3)存在,
【分析】本题考查了绝对值和平方的非负性,数轴动点问题.
(1)根据绝对值和平方的非负性,相反数,即可求出a,b,c的值;
(2)先求出折点为,即可求出与点A重合的数,由三等分点的定义得出或,即可求出点D表示的数;
(3)根据题意得出点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,即可得出,,进而得出,即可解答.
【详解】(1)解:,,,
,,
的相反数为,
,
故答案为:,,;
(2)解:与重合,即,重合,
折点为,
与点重合的点是,
由三等分点得或,
∴表示的数为或.
故答案为:;或;
(3)解:存在,
∵点表示的数是,向左的速度为每秒个单位长度,点表示的数是,向右的速度为每秒个单位长度,点表示的数是,向右的速度为每秒个单位长度,设运动时间为秒,
点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
,,
为定值,
的值与无关,
,
∴.
例2(24-25七年级上·北京大兴·期中)我们规定:对于数轴上不同的三个点M,N,P,当点M在点N右侧时,若点P到点M的距离恰好为点P到点N的距离的n倍,且n为正整数,(即),则称点P是“关联点”
如图,已知在数轴上,原点为O,点A,点B表示的数分别为4,.
(1)原点O (填“是”或“不是”)“关联点”;
(2)若点C是“整2关联点”,则点C所表示的数 ;
(3)若点A沿数轴向右运动,每秒运动1个单位长度,同时点B沿数轴向左运动,每秒运动2个单位长度,则运动时间为 秒时,原点O恰好是“关联点”,此时n的值为 .
(4)点Q在A,B之间运动,且不与A,B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,求出m,n满足的数量关系.
【答案】(1)是
(2)0或
(3)2;1
(4)
【分析】本题是数轴上新定义应用题,主要运用“数轴上表示数、的两点之间的距离为”来解题.
(1)根据已知条件及新定义即可判定;
(2)根据已知条件及新定义得出等式,再分类讨论点的位置,得出满足条件的值;
(3)设运动秒,根据数轴是两点距离的计算方法用含的代数式表示、,再根据新定义得出关于等量关系,由“是正整数”求出、即可;
(4)设点表示的数为,根据新定义、已知条件,得出用、、表示的代数式,再由“点运动时,式子为定值”知:关于的代数式中的系数为0,从而得出整数、满足的数量关系.
【详解】(1)解:点A,点B表示的数分别为4,,
,,
,
原点是“,2关联点”,
故答案为:是;
(2)点A,点B表示的数分别为4,,
,
若点是“,整2关联点”,则,
当点在线段上时,,
此时,点所表示的数为;
当点在线段的延长线上时,,
此时,点所表示的数为,
综上所述,点所表示的数0或,
故答案为:0或;
(3)若点A沿数轴向右运动,每秒运动1个单位长度,同时点B沿数轴向左运动,每秒运动2个单位长度,设运动秒,
则,,
原点O恰好是“[A,B]n关联点”,
是正整数),即有,
,
是正整数,
而,为3的约数,
,即,
即运动时间为2秒时,原点恰好是“,整关联点”,此时的值为1,
故答案为:2;1;
(4)点在、之间运动,且不与、两点重合,作“,整2关联点”,记为,作“,整3关联点”,记为,且满足、分别在线段和上,
设点表示的数为,则
,,
,,
,,
,
当点运动时,若存在整数、,使得式子为定值,则,
.
即整数、满足的数量关系是.
例3(24-25七年级上·湖南岳阳·期末)材料阅读:当点C在线段上,且时,我们称n为点C在线段上的点值,记作.如点C是的中点时,则,记作;反过来,当时,则有.因此,我们可以这样理解:与具有相同的含义.
初步感知:
(1)如图1,点C在线段上,若,则_______;若,则_______;
(2)如图2,已知线段,点P、Q分别从点A和点B同时出发,相向而行,运动速度均为,当点P到达点B时,点P、Q同时停止运动,设运动时间为.请用含有t的式子表示和,并判断它们的数量关系.
拓展运用:
(3)已知线段,点P、Q分别从点A和点B同时出发,相向而行,若点P、Q的运动速度分别为和,点Q到达点A后立即以原速返回,点P到达点B时,点P、Q同时停止运动,设运动时间为ts.则当t为何值时,等式成立.
【答案】(1),
(2);;
(3)存在t为4或,使等式成立
【分析】本题主要考查了一元一次方程的应用,理解新定义是解题的关键.
(1)根据材料阅读,即可求解;
(2)根据材料阅读,可表示和,即可求解;
(3)分两种情况:当点Q到达点A之前时,当点Q到达点A返回时,结合,列出方程,即可求解.
【详解】(1)解:根据题意得:,
∵,
∴,
故答案为:,
(2)解:∵,
∴,
∵
∴,
∴,
∴;
(3)解:当点Q到达点A之前时,
∵
∴,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:;
当点Q到达点A返回时,此时,
∴
∵,
∴,
∵
∴
∴
∴存在t的值为4或,使等式成立.
模型8.数轴折叠(翻折)模型
【解题技巧】
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·广东肇庆·期中)综合与实践
【主题】折纸.
【素材】已知在纸面上有一数轴(如图所示),折叠纸面.
【实践操作】
操作1:在纸面上有如图所示的一数轴,折叠纸面,若数轴上数1表示的点与数表示的点重合,则数轴上数表示的点与数2表示的点重合.
操作2:现打开纸面后,再次折叠.使数轴上数表示的点与数0表示的点重合.数轴上两点折叠后重合,两点折叠后重合.
【实践探索】
(1)在操作2中,数轴上数3表示的点与数_____表示的点重合;
(2)若点到原点的距离是5个单位长度,求点表示的数;
(3)若数轴上两点之间的距离为20且点表示的数比点表示的数大,现有一只电子蚂蚁从点出发,沿数轴以每秒2个单位长度的速度向射线的方向运动,求当电子蚂蚁所在位置到点的距离为4时,电子蚂蚁所用的时间为多少秒?
【答案】(1)
(2)或1
(3)8秒或12秒
【分析】本题主要考查的是数轴的认识,数轴上两点之间的距离,点的对称性.
(1)数轴上数表示的点与数0表示的点关于点对称,再找出数3表示的点关于点的对称点即可;
(2)点A到原点的距离是5个单位长度,则点A表示的数为5或,分两种情况讨论,即可得到B点表示的数;
(3)分电子蚂蚁所在位置位于点的左侧与右侧两种情况,分别计算即可.
【详解】(1)解:数轴上数表示的点与数0表示的点重合,
折痕处的点表示的数为:,
,,
数轴上数3表示的点与数表示的点重合;
故答案为:;
(2)解:点到原点的距离是5个单位长度,
点A表示的数为5或,
点A表示的数为5时,
,,
点A表示的数为时,
,,
点表示的数为:或1;
(3)解:当电子蚂蚁所在位置位于点的左侧时,
电子蚂蚁所用的时间为,
当电子蚂蚁所在位置位于点的右侧时,
电子蚂蚁所用的时间为,
即电子蚂蚁所用的时间为8秒或12秒.
例2(23-24七年级上·江西赣州·期中)【数学活动】
学习了数轴和有理数的加减运算等相关知识后,学校七年级数学兴趣小组利用数轴进行了以下探究:
[活动一 阅读]
表示3与1差的绝对值,也可理解为3与1两数在数轴上所对应的两点之间的距离;可以看做,表示3与的差的绝对值,也可理解为3与两数在数轴上所对应的两点之间的距离.
[活动二 探索]
(1)数轴上表示5和的两点之间的距离是______.
(2)①若,则______;
②若使x所表示的点到表示和2的点的距离之和为5,所有符合条件的整数x的和为______.
[活动三 折叠]
小明在草稿纸上画了一条数轴进行操作探究:
(3)折叠纸面,若1表示的点和表示的点重合,则3表示的点与______表示的点重合.
(4)折叠纸面,若3表示的点和表示的点重合,则:
①表示的点和______表示的点重合;
②这时如果(A在B的左侧)两点之间的距离为,且两点经折叠后重合,则点A表示的数是______,点B表示的数是______;
③若点A表示的数为a,点B表示的数为b,且两点经折叠后重合,试求a与b之间的数量关系.
【答案】(1);(2)①或;②;(3);(4)①;②,;③
【分析】本题考查实数与数轴,熟练掌握数轴上点的特征,两点间距离的求法,折叠的性质,利用中点公式解决折叠问题是解题的关键.
(1)根据数轴上两点间距离的求法解题即可;
(2)①根据题意可得方程或,求出的值即可;
②根据绝对值的几何意义可知时,,求出符合条件的整数即可;(3)利用中点公式求出折痕点,再求解即可;
(4)①利用中点公式求出折痕点,再求解即可;
②点表示的数是,则点表示的数是,根据中点公式求出,即可求解;
③根据①②结合中点公式可求.
【详解】(1)表示5和的两点之间的距离是.
(2)①若,
则或,
解得或.
②使x所表示的点到表示和2的点的距离之和为5,
,
与 2之间的距离为,
,
所有符合条件的整数x有,
,
所有符合条件的整数x的和为.
(3)1表示的点和表示的点重合,
折叠点对应的数是0,
3表示的点与表示的点重合.
(4)①3表示的点和表示的点重合,
折叠点对应的数是,
,
表示的点和表示的点重合.
②设点表示的数是,则点表示的数是,
则,
解得,
点表示的数是,点表示的数是.
③点A表示的数为a,点B表示的数为b,
且两点经折叠后重合,
,
.
例3(24-25七年级上·山西太原·阶段练习)已知在纸面上有一数轴,根据给出的数轴,解答下面的问题:
(1)已知、两点相距个单位长度,请你根据图中、两点的位置,分别写出它们所表示的有理数.
(2)在数轴上标出与点的距离为2的点(用不同于、的字母表示),并写出这些点表示的数.
(3)折叠纸面,若数轴上对应的点与5对应的点重合,回答以下问题:
①10对应的点与_______对应的点重合;
②若数轴上、两点之间的距离为(在的左侧),且、两点经折叠后重合,求、两点表示的数.
(4)如图,半径为2的圆上有一点落在数轴上点处,求将圆在数轴上向右滚动(无滑动)一周后点在数轴上所表示的数.
【答案】(1)1,
(2)见解析,和3
(3)①;②点为,点为
(4)
【分析】本题主要考查数轴有关知识,熟练掌握数轴上两点间的距离,中心对称,点的平移规律左移减右移加是解题的关键.
(1)根据数轴上原点左侧的数为负数,原点右侧的数为正数可知表示1,表示为,即可求解;
(2)与点距离为2的点,即左右两边距离两个单位长度的点,也就是数为和的点;
(3)①先求出和5的中点,再根据中心对称列式计算即可得解;②根据中点的定义求出的一半,然后分别列式计算即可得解;
(4)先求出圆的周长,再根据平移规律即可得出结论.
【详解】(1)解:根据题意,点表示的数为1,
则点表示的数为.
(2)解:数轴与点的距离为2的点分别为和,
即数轴中和为所求,
其中点表示3,点表示.
(3)解:①
故答案为:;
②、两点之间的距离为2024
由①可知,对折点的数为2,且在的左侧
点为,点为.
(4)解:圆的半径
圆的周长
将圆在数轴上向右滚动(无滑动)一周后点所处的位置的点在数轴上所表示的数为.
模型9.数轴上的线段移动模型
【解题技巧】
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(23-24七年级上·福建福州·期中)定义:数轴上A、B两点的距离为a个单位记作,根据定义完成下列各题.
两个长方形和的宽都是3个单位长度,长方形的长是6个单位长度,长方形的长是10个单位长度,其中点A、D、E、H在数轴上(如图),点E在数轴上表示的数是5,且E、D两点之间的距离为14,原点记为0.
(1)求数轴上点H、A所表示的数?
(2)若长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动,数轴上有M、N两点,其中点M在A、D两点之间,且,其中点N在E、H两点之间,且,设运动时间为x秒.
①经过x秒后,M点表示的数是 ,N点表示的数是 (用含x的式子表示,结果需化简).
②求(用含x的式子表示,结果需化简).
(3)若长方形以2个单位长度/秒的速度向右匀速运动,长方形固定不动,设长方形运动的时间为秒,两个长方形重叠部分的面积为S,当时,求此时t的值.
【答案】(1)点H在数轴上表示的数是15,点A在数轴上表示的数是
(2)①,;②当M点在N点的左侧时,;当点M在N点的右侧时,
(3)9秒或13秒
【分析】(1)根据,,,,推出, ,得到,得到在数轴上点H表示的数是15,点A表示的数是;
(2)①根据长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动, , ,得到x秒后,M点表示的数:, N点表示的数:;②当M点在N点的左侧时,,当点M在N点的右侧时,;
(3)根据两个长方形的宽都是3个单位长度,重叠部分的面积为12,得到重叠部分的长为4个单位长度,当点D运动到E点右边4个单位时,长方形运动的时间为9秒;当点A运动到H点左边4个单位时,长方形运动的时间为13秒.
【详解】(1)由题意得:,,,,
∴,∴,
∴,
∴点H在数轴上表示的数是15,点A在数轴上表示的数是;
(2)①∵,,
∴, ,
∵,,
∴,,
∵长方形以4个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时长方形以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动,
∴M点表示的数为:, N点表示的数为:;
故答案为:,;
②当M点在N点的左侧时,,
当点M在N点的右侧时,;
(3)∵两个长方形的宽都是3个单位长度,重叠部分的面积为12,
∴重叠部分的长为4个单位长度,
当点D运动到E点右边4个单位时,
;
当点A运动到H点左边4个单位时,
,
综上,长方形运动的时间为9秒或13秒时,两个长方形重叠部分的面积为12.
【点睛】本题主要考查了数轴动点问题,熟练掌握数轴上的点表示的数,数轴上两点间的距离,路程、速度和时间的关系,长方形面积公式等知识点,求数轴上两点间的距离用右边点对应的数减左边对应的数;路程等于速度乘时间;熟记长方形的面积是长乘宽是解题的关键.
例2(23-24七年级上·天津南开·阶段练习)如图,半径为1的小圆与半径为2的大圆上有一点与数轴上原点重合,两圆在数轴上做无滑动的滚动,小圆的运动速度为每秒个单位,大圆的运动速度为每秒个单位.
(1)若大圆沿数轴向左滚动1周,则该圆与数轴重合的点所表示的数是_____(结果保留);
(2)若大圆不动,小圆沿数轴来回滚动,规定小圆向右滚动时间记为正数,向左滚动时间记为负数,依次滚动的情况记录如下(单位:秒):-1,+2,-4,-2,+3,-8
①第_____次滚动后,小圆离原点最远;
②当小圆结束运动时,小圆运动的路程共有多少?(结果保留)
【答案】(1);(2)①6,②
【分析】(1)该圆与数轴重合的点所表示的数,就是大圆的周长;
(2)①分别计算出第几次滚动后,小圆离原点的距离,比较作答;②根据计算总路程即可.
【详解】解:(1)若大圆沿数轴向左滚动一周,则该圆与数轴重合的点所表示的数是.
(2)①第1次滚动后,,
第2次滚动后,,
第3次滚动后,,
第4次滚动后,,
第5次滚动后,,
第6次滚动后,,
则第6次滚动后,小圆离原点最远.
②,
∴当小圆结束运动时,小圆运动的路共有.
【点睛】本题考查了数轴上的动点问题,明确向右移动坐标加的关系,向左移动坐标减的关系,是解题的关键.
例3(23-24七年级上·广东汕头·期末)如图,在数轴上有两个长方形和,这两个长方形的宽都是2个单位长度,长方形的长是4个单位长度,长方形的长是8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12.
(1)填空:点在数轴上表示的数是_________ ,点在数轴上表示的数是_________.
(2)若线段的中点为,线段EH上有一点,, 以每秒4个单位的速度向右匀速运动,以每秒3个单位的速度向左运动,设运动时间为秒,求当多少秒时,.
(3)若长方形以每秒2个单位的速度向右匀速运动,长方形固定不动,当两个长方形重叠部分的面积为6时,求长方形运动的时间.
【答案】(1)13,−11;(2)x=2或x=;(3)当长方形ABCD运动的时间7.5秒或10.5秒时,重叠部分的面积为6.
【分析】(1)根据已知条件可先求出点H表示的数为13,然后再进一步求解即可;
(2)根据题意先得出点M表示的数为﹣9,点N表示的数为7,然后分当M、N在点O两侧或当N、M在点O同侧两种情况进一步分析讨论即可;
(3)设长方形ABCD运动的时间为y秒,分重叠部分为长方形EFCD或重叠部分为长方形CDHG两种情况进一步分析讨论即可.
【详解】(1)∵长方形的长是8个单位长度,点在数轴上表示的数是5,
∴点H表示的数为:,
∵两点之间的距离为12,
∴点D表示的数为:,
∵长方形的长是4个单位长度,
∴点A表示的数为:,
故答案为:;
(2)由题意可知:点M表示的数为﹣9,点N表示的数为7;,经过x秒后,M点表示的数为﹣9+4x,N点表示的数为7﹣3x;
①当M、N在点O两侧时,点O为M、N的中点,
则有,
解得x=2 ;
②当N、M在点O同侧时,即点N、M相遇,
则有7﹣3x=﹣9+4x
解得:x=
综上,当x=2或x=时,OM=ON ;
(3)设长方形ABCD运动的时间y为秒,
①当重叠部分为长方形EFCD时,
DE=−7+2y−5= 2y−12
∴ 2(2y−12) = 6,
解得:y = 7.5;
②当重叠部分为长方形CDHG时,
HD=4- (−7+2y-13)= 24− 2y,
∴ 2(24−2y) = 6,
解得:y =10.5;
综上,当长方形ABCD运动的时间7.5秒或10.5秒时,重叠部分的面积为6.
【点睛】本题主要考查了数轴上的动点问题,熟练掌握相关方法是解题关键.
1.(24-25七年级上·四川德阳·阶段练习)等边在数轴上的位置如图所示,点A、C对应的数分别为0和.若绕顶点沿顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转一次后点B所对应的数为1,则连续翻转2023次后点B所对应的数是( )
A.不对应任何数 B.2021 C.2022 D.2023
【答案】D
【分析】根据是等边三角形,找出它的运动规律并进行计算即可.
【详解】解:由题意可得,
每3次翻转为一个循环组依次循环
∵,
∴翻转2023次后点B在数轴上,
∴点B对应的数是.
故选:D.
【点睛】本题考查了数轴,找到的运动规律是解决此类问题的关键.
2.(24-25七年级上·北京海淀·期末)已知有理数满足:.如图,在数轴上,点是原点,点所对应的数是,线段在直线上运动(点在点的左侧),,
下列结论
①;
②当点与点重合时,;
③当点与点重合时,若点是线段延长线上的点,则;
④在线段运动过程中,若为线段的中点,为线段的中点,则线段的长度不变.
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.①②③④ D.①③④
【答案】D
【分析】根据平方式和绝对值的非负性求出a和b的值,然后根据数轴上两点之间距离的计算方法和中点的表示方法去证明命题的正确性.
【详解】解:∵,,且,
∴,,解得,,故①正确;
当点与点重合时,
∵,,
∴,故②错误;
设点P表示的数是,
当点与点重合时,点B表示的数是2,
,,,
∴,故③正确;
设点B表示的数是,则点C表示的数是,
∵M是OB的中点,
∴点M表示的数是,
∵N是AC的中点,
∴点N表示的数是,
则,故④正确.
故选:D.
【点睛】本题考查数轴的性质,解题的关键是掌握数轴上两点之间距离的求解,中点的表示方法.
3.(24-25七年级上·宁夏银川·期中)点(为正整数)都在数轴上,点在原点的左边,且;点在点的右边,且;点在点的左边,且;点在点的右边,且;…,依照上述规律,点所表示的数分别为 ( )
A.2018,-2019 B.1009,-1010 C.-2018,2019 D.-1009,1009
【答案】B
【分析】先找到特殊点,根据特殊点的下标与数值的关系找到规律,数较大时,利用规律解答.
【详解】解:根据题意分析可得:点A₁, A₂,A₃, .. An表示的数为-1,1,-2,2,-3,3,...
依照上述规律,可得出结论:点的下标为奇数时,点在原点的左侧,且为下标加1除以2的相反数;点的下标为偶数时,点在原点的右侧且表示的数为点的下标数除以2;
即:当n为奇数时,An=
当n为偶数时,An=
所以点A2018表示的数为: 2018÷2= 1009,
A2019表示的数为:- (2019+1) ÷2=-1010
故选: B
【点睛】这是一道找规律的题目,这类题型在中考中经常出现。对于找规律的题目首先应找出哪些部分发生了变化,是按照什么规律变化的,然后找到规律.
4.(24-25七年级上·河南商丘·期中)一动点从数轴上的原点出发,沿数轴的正方向以前进5个单位,后退3个单位的程序运动,已知每秒前进或后退1个单位.设表示第秒点在数轴的位置所对应的数,如,则为( )
A.504 B.505 C.506 D.507
【答案】D
【分析】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秒完成一组前进和后退,
前8个对应的数是1、2、3、4、5、4、3、2;
9∼16对应的数是3、4、5、6、7、6、5、4;
∵2019=8×252+3,
故=252×2+3=507.
故选:D.
【点睛】此题主要考查了数轴上点对应数字的规律探索,弄清题中的基本循环规律是解本题的关键.
5.(24-25七年级上·浙江湖州·期中)一个长方形ABCD在数轴上的位置如图所示,AB=3,AD=2,若此长方形绕着顶点按照顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转1次后,点A所对应的数为1,求翻转2018次后,点B所对应的数 .
【答案】5044
【分析】翻转两次后点B落在数轴上,根据翻转4次为一个周期循环,依据翻转总次数得出翻转几个周期循环,确定点B落在数轴上推算出移动的距离得出结果.
【详解】如图,翻转两次后点B落在数轴上,以后翻转4次为一个周期,且长方形的周长=2(2+3)=10,
∴一个周期后右边的点移动10个单位长度,
∵,
∴翻转2018次后,点B落在数轴上,
点B所对应的数是,
故答案为:5044.
【点睛】此题考查旋转的性质,长方形的性质,图形规律类运算探究,根据图形得到变化的规律是解题的关键.
6.(24-25七年级下·北京·期中)如图,A点的初始位置位于数轴上的原点,现对A点做如下移动:第1次从原点向右移动1个单位长度至B点,第2次从B点向左移动3个单位长度至C点,第3次从C点向右移动6个单位长度至D点,第4次从D点向左移动9个单位长度至E点,……,依此类推,移动 6 次后该点对应的数是 ;至少移动 次后该点到原点的距离不小于20.
【答案】
【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0+1=1,到原点的距离为1;
移动2次后该点对应的数为1-3=,到原点的距离为2;
移动3次后该点对应的数为-2+6=4,到原点的距离为4;
移动4次后该点对应的数为4-9=,到原点的距离为5;
移动5次后该点对应的数为-5+12=7,到原点的距离为7;
移动6次后该点对应的数为,到原点的距离为8;
∴移动奇数次后该点到原点的距离为:;
移动偶数次后该点到原点的距离为:.
∴当n为奇数时,,
解得:,
∴;
当n为偶数时,,
解得:,
∴;
∴至少移动14次后该点到原点的距离不小于20.
故答案为:,14;
【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.
7.(24-25七年级上·浙江杭州·期末)等边在数轴上的位置如图所示,点A、C对应的数分别为0和-1,若绕着顶点顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转1次后,点B所对应的数为1;则翻转2015次后,点B所对应的数是 .
【答案】2014
【分析】先求出翻转4次,点B所对应的数分别是多少,再归纳总结出一般规律,由此即可得出答案.
【详解】由题意,翻转1次后,点B所对应的数为1
翻转2次后,点B所对应的数为1
翻转3次后,点B位于数轴的上方
翻转4次后,点B所对应的数为4
归纳类推得:翻转以3次为一个循环,每一个循环对应数依次增加3,且第一次和第二次、第四次和第五次、第七次和第八次、对应数值相等
,,
因此,翻转2014次和2015次,点B所对应的数相等
则翻转2015次后,点B所对应的数是
故答案为:2014.
【点睛】本题考查了实数的规律型问题,依据题意,正确归纳出一般规律是解题关键.
8.(24-25七年级上·湖南株洲·期中)如图,圆的周长为4个单位长度,在圆的四等分点处标上字母,先将圆周上的字母对应的点与数轴的数字0对应的点重合,若将圆沿着数轴向左滚动,那么数轴上的-2019所对应的点将与圆周上字母 所对应的点重合.
【答案】D
【分析】因为圆沿着数轴向左滚动,依次与数轴上数字顺序重合的是A、B、C、D、A,…,且A点只与4的倍数点重合,即数轴上表示-4n的点都与A点重合,表示-4n-1的数都与B点重合,表示-4n-2的数都与C点重合,表示-4n-3的数都与D点重合,依此按序类推可得出结果.
【详解】解:设数轴上的一个整数为x,由题意可知
当x=-4n时(n≥0且n为整数),A点与x重合;
当x=-4n-1时(n≥0且n为整数),B点与x重合;
当x=-4n-2时(n≥0且n为整数),C点与x重合;
当x=-4n-3时(n≥0且n为整数),D点与x重合;
而-2019=-504×4-3,所以数轴上的-2019所对应的点与圆周上字母D重合.
故答案为:D.
【点睛】本题考查的是数轴上的数字在圆环滚动过程中的对应规律,看清圆环的滚动方向是重点,关键要找到运动过程中数字的对应方式.
9.(24-25七年级上·福建福州·期末)已知数轴上三点,若点在点之间且,则称点是的突点.例如,图1中,点表示的数分别为,1,0,,此时,,则点是的突点,点是的突点.
(1)如图,数轴上点,表示的数分别为,,若点是的突点,则点表示的数是______;若点是的突点,则点表示的数是______;
(2)如图,为数轴上两点,它们表示的数分别为,10,若点向数轴的负方向以每秒个单位长度运动,,同时点向数轴的正方向以每秒个单位长度运动,假设运动时间为秒,求使得原点是的突点的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)3,
(2)使得原点是的突点的值为4
【分析】(1)根据题意设出未知数,利用突点的定义,可写出和,则可列出方程,分别解出方程即可求出;
(2)先根据题中点、点的运动方向和运动速度分别写出运动后点、点所表示的数,即可用含有的式子表示出、的长,根据原点是的突点,可得,列出方程,解出即可求出的值.
【详解】(1)解:设点表示的数为,
点是的突点,
点在点、之间且,
,
解得:;
设点表示的数为,
点是的突点,
点在点、之间且,
,
解得:;
综上所述:点表示的数是3,点表示的数是;
故答案为:3,;
(2)解:点向数轴的负方向以每秒个单位长度运动,同时点向数轴的正方向以每秒个单位长度运动,
此时点表示的数为,点表示的数为,
,,
原点是的突点,
,
,
解得:,
综上所述:使得原点是的突点的值为4.
【点睛】本题考查了数轴新定义题型,解题关键是:一是理解题中什么叫做突点,二是根据题中给出的突点情况列出方程.
10.(24-25七年级上·江苏南京·阶段练习)平移和翻折是初中数学中两种重要的图形变化,阅读并回答下列问题:
(1)平移:在平面内,将一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移.
①把笔尖放在数轴的原点处,先向左移动2个单位长度,再向右移动3个单位长度,这时笔尖的位置表示的数是______;
②一个机器人从数轴上表示﹣1的点出发,并在数轴上移动2次,每次移动3个单位后到达B点,则B点表示的数是______;
③数轴上点A表示的数为m.则点A向左移动n个单位长度所表示的数为______;
(2)翻折:将一个图形沿着某一条直线折叠的运动.
①若折叠纸条,表示﹣2的点与表示1的点重合,则表示﹣4的点与表示______的点重合;
②若数轴上A、B两点之间的距离为8,点A在点B的左侧,A、B两点经折叠后重合,折痕与数轴相交于表示﹣2的点,则A点表示的数为______;
③在数轴上,点P表示的数为4,点Q表示的数为x,将点P、Q两点重合后折叠,折痕与数轴交于M点;将点P与点M重合后折叠,新的折痕与数轴交于N点,若此时点P与点N的距离为3,数x的值为______.
【答案】(1)①;②或5或;③;
(2)①3;②;③16或.
【分析】(1)平移:
①根据右加左减的平移规律即可求解;
②分四种情况:①两次向左移动;②两次向右移动;③第一次向左移动,第二次向右移动;④第一次向右移动,第二次向左移动.根据右加左减的平移规律分别求解即可;
③设需将点向左移动个单位,根据,两点的距离是,两点距离的2倍列出方程,解方程即可;
(2)翻折:
①设所求数为,根据重合点相同列出方程,解方程即可;
②设点表示的数为,根据与表示的点之间的距离等于4列出方程,解方程即可;
③根据中点坐标公式得出点、表示的数,根据点与点的距离为3列出方程,解方程即可.
【详解】(1)①由题意可得,笔尖的位置表示的数是:.
故答案为:;
②分四种情况:
①如果两次向左移动,那么点表示的数是:;
②如果两次向右移动,那么点表示的数是:;
③如果第一次向左移动,第二次向右移动,那么点表示的数是:;
④如果是第一次向右移动,第二次向左移动,那么点表示的数是:.
综上所述,点表示的数是或6或0.
故答案为:或5或;
③数轴上点A表示的数为m.则点A向左移动n个单位长度所表示的数: .
故答案为:;
(2)翻折:将一个图形沿着某一条直线折叠的运动.
①设所求数为,根据题意得
,解得.
故答案为:3;
②设点表示的数为,根据题意得
,解得.
故答案为:;
③根据题意可得,
点表示的数为,点表示的数为.
点与点的距离为2,
,即,
,或,
或.
故答案为:16或.
【点睛】本题考查了数轴、列代数式,解决本题的关键是掌握数轴上两点之间的距离公式.
11.(24-25七年级上·河南洛阳·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
【分析】(1)由A表示的数为−2,点B表示的数为13,即得AB=15,线段AB的中点表示的数为;
(2)①t秒后,点P表示的数为−2+3t,点Q表示的数为 13−2t;
②根据题意得:−2+3t=13−2t,即可解得t=3,相遇点所表示的数为−2+3×3=7;
(3)由已知返回途中,P表示的数是13−3(t−5),Q表示的数是−2+2(t−),即得:13−3(t−5)=−2+2(t−),可解得t=9,第二次相遇点所表示的数为:13−3×(9−5)=1.
【详解】(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.
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用,解题的关键是读懂题意,用含t的代数式表示运动后的点所表示的数.
12.(24-25七年级上·江苏南京·期中)已知数轴上有A、B、C三点,分别对应有理数-26、-10、10,动点P从B出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,同时,动点Q从A出发,以每秒3个单位的速度向终点C移动,设点P的移动时间为t秒.
(1)当t=5秒时,数轴上点P对应的数为 ,点Q对应的数为 ;P、Q两点间的距离为 .
(2)用含t的代数式表示数轴上点P对应的数为 .
(3)在点P运动到C点的过程中(点Q运动到C点后停止运动),请用含t的代数式表示P、Q两点间的距离.
【答案】(1)-5,-11;6.(2)-10+t.(3)当0≤t≤8时,PQ=-2t+16;当8<t≤12时,PQ=2t-16;当12<t≤20时,PQ=20-t.
【分析】(1)由题意根据数轴上动点向正方向移动用加法以及两点间距离公式进行分析计算;
(2)根据题意点P的移动时间为t秒列出代数式即可;
(3)根据题意分当0≤t≤8时,当8<t≤12时,当12<t≤20时三种情况进行分析即可.
【详解】解:(1)由题意可得当t=5秒时,
数轴上点P对应的数为:,
点Q对应的数为:,
P、Q两点间的距离为:,
故答案为:-5, -11; 6.
(2)用含t的代数式表示数轴上点P对应的数为:-10+t.
故答案为:-10+t.
(3)当0≤t≤8时,PQ=(-10+t)-(-26+3t) =-2t+16;
当8<t≤12时,PQ=(-26+3t)-(-10+t)=2t-16;
当12<t≤20时,PQ=10-(-10+t) =20-t.
【点睛】本题考查数轴上的动点问题,熟练掌握列代数式表示动点以及两点间距离公式,运用数形结合思维和分类讨论思维进行分析是解题的关键.
13.(24-25七年级上·广东广州·期中)如图,若点A在数轴上对应的数为a,点B在数轴上对应的数为b,且a,b满足|a+2|+(b﹣1)2=0,点A与点B之间的距离表示为AB=|a﹣b|.
(1)求AB的长;
(2)若点C在数轴上对应的数为,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,说明理由;
(3)在(1)、(2)的条件下,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C分别以每秒4单位长度和9个单位长度的速度向右运动,经过t秒后,请问:AB﹣BC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,请求其常数值.
【答案】(1)3;(2)存在,或;(3)不变,值为.
【分析】(1)先利用几个非负数的和为零,则每个数都为零,列式求出a,b的值,最后根据已知的关系式即可求出AB;
(2)根据数轴上表示两点距离的方法设出P点代表的数字为x,再分别表示出对应的PA、PB、PC,最后代入关系式PA+PB=PC即可解答;
(3)由于运动时间为t秒,A、B、C的运动方向和运动速度已知,利用路程=速度×时间可表示出AB和BC,再计算出AB﹣BC的值,再与运动前AB﹣BC的值比较即可得出结论,进而求出这个常数值.
【详解】解:(1)∵|a+2|+(b﹣1)2=0,
又∵|a+2|≥0,(b﹣1)2≥0,
∴a+2=0,b﹣1=0.
∴a=﹣2,b=1.
∵点A与点B之间的距离表示为AB=|a﹣b|,
∴AB=|﹣2﹣1|=3
答:AB的长为3;
(2)存在点P,使得PA+PB=PC.
设点P对应的数为x,
当点P在点A的左侧时,即x<﹣2,
∴PA=|﹣2﹣x|=﹣2﹣x,
PB=|1﹣x|=1﹣x,
PC=|﹣x|=﹣x.
∵PA+PB=PC,
∴﹣2﹣x+1﹣x=﹣x.
解得:x=﹣.
当点P在点A的右侧,点B的左侧时,即﹣2<x<1,
∴PA=|﹣2﹣x|=x+2,
PB=|1﹣x|=1﹣x,
PC=|﹣x|=﹣x.
∴x+2+1﹣x=﹣x.
解得:x=﹣.
当点P在点B 的右侧时,PA+PB>PC,不合题意.
综上,点P对应的数为﹣或﹣;
(3)AB﹣BC的值不随着时间t的变化而改变.
由(1)知:AB=3,
由(2)知:BC=﹣1=,
∴AB﹣BC=.
∵点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,
同时,点B以每秒4单位长度的速度向右运动,
∴AB=t+3+4t=5t+3.
∵点B和C分别以每秒4单位长度和9个单位长度的速度向右运动,
∴BC=(9﹣4)t+(﹣1)=5t+.
∴AB﹣BC=(5t+3)﹣(5t+)=.
∴AB﹣BC的值不随着时间t的变化而改变.
∴AB﹣BC的值不会随着时间t的变化而改变且这个常数的值为.
【点睛】本题主要考查了数轴两点之间的距离公式的应用,掌握根据数字的大小去掉绝对值符号,再结合已知条件列出方程并求解成为解答本题的关键.
14.(24-25七年级上·四川阿坝·期末)如图:在数轴上点表示数点表示数点表示数是最大的负整数,在左边两个单位长度处,在右边个单位处
; _; _;
若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与数_ __表示的点重合;
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,假设秒钟过后,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,则_ _,_ _,__ _;(用含的代数式表示)
请问:的值是否随着时间的变化而改变﹖若变化,请说明理由;若不变,请求其值.
【答案】(1)﹣3,﹣1,4;(2)2;(3)2+5t,7+7t,2t+5;(4)5BC﹣2AB的值不会随着时间t的变化而改变,该值是21.
【分析】(1)根据b为最大的负整数可得出b的值,再根据在左边两个单位长度处,在右边个单位处即可得出a、c的值;
(2)根据折叠的性质结合a、b、c的值,即可找出与点B重合的数;
(3)根据运动的方向和速度结合a、b、c的值,即可找出t秒后点A、B、C分别表示的数,利用数轴上两点间的距离即可求出AB、AC、BC的值;
(4))将(3)的结论代入中,可得出的值不会随着时间的变化而变化,即为定值,此题得解.
【详解】(1)b是最大的负整数,
在左边两个单位长度处,在右边个单位处
,
(2)将数轴折叠,使得点与点重合
(3)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
t秒钟过后,根据得:,,
又,,
点表示的数为,点表示的数为,点C表示的数为,
,,;
(4)由(3)可知:
,
的值为定值21.
故答案为:(1)﹣3,﹣1,4;(2)2;(3)2+5t,7+7t,2t+5;(4)5BC﹣2AB的值不会随着时间t的变化而改变,该值是21.
【点睛】本题考查了数轴及两点间的距离,根据点运动的方向和速度找出点A、B、C运动后代表的数是解题的关键.
15.(24-25七年级上·吉林·期末)如图,已知点在数轴上对应的数为,点对应的数为,且,满足.
(1)求点与点在数轴上对应的数和;
(2)现动点从点出发,沿数轴向右以每秒个单位长度的速度运动;同时,动点从点出发,沿数轴向左以每秒个单位长度的速度运动,设点的运动时间为秒.
① 若点和点相遇于点, 求点在数轴上表示的数;
② 当点和点相距个单位长度时,直接写出的值.
【答案】(1),;(2)①20; ②或秒
【分析】(1)由绝对值和偶次方的非负性即可求出a、b值;
(2)①秒后P点表示的数为:,秒后Q点表示的数为:,根据秒后P点和Q点表示的是同一个数列式子即可得出的值;
②分当P和Q未相遇时相距15个单位及当P和Q相遇后相距15个单位列式子即可得出答案.
【详解】解:(1)由题意中绝对值和偶次方的非负性知,
且 .
解得,.
故答案为:,.
(2)① P点向右运动,其运动的路程为,
秒后其表示的数为:,
Q点向左运动,其运动的路程为,
秒后其表示的数为:,
由于P和Q在秒后相遇,故秒后其表示的是同一个数,
∴解得 .
∴此时C在数轴上表示的数为:.
故答案为:20.
② 情况一:当P和Q未相遇时相距15个单位,设所用的时间为
故此时有:
解得秒
情况二:当P和Q相遇后相距15个单位,设所用的时间为
故此时有:
解得秒.
故答案为:或秒
【点睛】本题考查了一元一次方程的应用、两点间的距离、数轴、绝对值以及偶次方的非负性,根据两点间的距离结合线段间的关系列出一元一次方程是解题的关键.
16.(24-25七年级上·江西南昌·期末)已知数轴上点在原点的左边,到原点的距离为4,点在原点右边,从点走到点,要经过16个单位长度.
(1)写出、两点所对应的数;
(2)若点也是数轴上的点,点到点的距离是点到原点距离的3倍,求对应的数;
(3)已知点从点开始向右出发,速度每秒1个单位长度,同时从点开始向右出发,速度每秒2个单位长度,设线段的中点为,线段的值是否会发生变化?若会,请说明理由,若不会,请求出求其值.
【答案】(1)-4,12;(2)-6或3;(3)不变化,6
【分析】(1)直接根据实数与数轴上各点的对应关系求出A,B表示的数即可;
(2)设点C表示的数为c,再根据点C到点B的距离是点C到原点的距离的3倍列出关于c的方程,求出c的值即可;
(3)设运动时间为t秒,则AM=t,NO=12+2t,再根据点P是NO的中点用t表示出PO的长,再求出PO-AM的值即可.
【详解】(1)∵数轴上点A在原点左边,到原点的距离为4个单位长度,点B在原点的右边,从点A走到点B,要经过16个单位长度,
∴点A表示-4,点B表示12;
(2)设点C表示的数为c,
∵点C到点B的距离是点C到原点的距离的3倍,
∴|c-12|=3|c|,
∴c-12=3c或c-12=-3c,解得c=-6或c=3;
(3)不变化.
设运动时间为t秒,则AM=t,NO=12+2t,
∵点P是NO的中点,
∴PO=6+t,
∴PO-AM=6+t-t=6,
∴PO-AM的值没有变化.
【点睛】本题考查的是数轴,熟知数轴上各点与全体实数是一一对应关系是解答此题的关键.
17.(2024·河北邯郸·一模)如图:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数是最大的负整数,且满足.
(1)a=________,b=________,c=________.
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与数________表示的点重合;
(3)点开始在数轴上运动,若点以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒2个单位长度和3个单位长度的速度向右运动,假设秒钟过后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,则________,________.(用含的代数式表示)
(4)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)-3;-1;5;(2)3;(3),;(4)的值为定值16.
【分析】(1)根据b为最大的负整数可得出b的值,再根据绝对值以及偶次方的非负性即可得出a、c的值;
(2)根据折叠的性质结合a、b、c的值,即可找出与点B重合的数;
(3)根据运动的方向和速度结合a、b、c的值,即可找出t秒后点A、B、C分别表示的数,利用两点间的距离即可求出AB、BC的值;
(4)将(3)的结论代入3BC-AB中,可得出3BC-AB为定值16,此题得解.
【详解】(1)∵是最大的负整数,且满足,
∴,,,
∴,.
故答案为:-3;-1;5.
(2).
故答案为:3.
(3)t秒钟过后,点表示的数为,点表示的数为,点C表示的数为,
∴,.
故答案为:,.
(4)∵,,
∴.
∴的值为定值16.
【点睛】本题考查了数轴、两点间的距离、绝对值以及偶次方的非负性,根据点运动的方向和速度找出点A、B、C运动后代表的数是解题的关键.
18.(24-25七年级上·浙江杭州·期末)如图,A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为-20,B点对应的数为100.
(1)请写出与A、B两点距离相等的点M所对应的数;
(2)若当电子蚂蚁P从B点出发时,以6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4单位/秒的速度也向左运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的D点相遇,你知道D点对应的数是多少吗?
(3)现有一只电子蚂蚁P从B点出发,以6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4单位/秒的速度向右运动,设两只电子蚂蚁在数轴上相距10单位时电子蚂蚁Q刚好在C点,你知道C点对应的数是多少吗?
【答案】(1)40;(2)-260;(3)24或32.
【分析】(1)与A、B两点距离相等的点是它们的中点,即(-20+100)÷2结果是M;
(2)此题是追及问题,可先求出P追上Q所需的时间,然后可求出Q所走的路程,根据左减右加的原则,可求出点D所对应的数;
(3)此题是相遇问题,先求出相距10单位时所需的时间,相距10单位,分相遇前和相遇后计算,再求出点Q走的路程,根据左减右加的原则,可求出-20向右运动到C地点所对应的数.
【详解】(1)根据题意可知,点M为A、B的中点,
∴(-20+100)÷2=40,
答:点M对应的数为40,
故答案为:40;
(2)点P追到Q点的时间为
120÷(6-4)=60,
即此时Q点经过的路程为4×60=240,
即-20-240=-260,
答:点D对应的数是-260,
故答案为:-260;
(3)分相遇前和相遇后两种情况讨论:
他们相遇前相距10单位时,
(120-10)÷(6+4)=11,
及相同时间Q点运动路程为:
11×4=44,
即-20+44=24;
他们相遇后相距10单位时,
(120+10)÷(6+4)=13,
及相同时间Q点运动路程为:
13×4=52,
即-20+52=32,
答:点C对应的数是24或32,
故答案为:24或32.
【点睛】本题考查了数轴上的动点问题,相遇和追及问题,有理数的运算,掌握数轴上的动点问题是解题的关键.
19.(24-25七年级上·浙江杭州·期末)已知数轴上三点对应的数分别为,3,点为数轴上任意一点,其对应的数为。
(1)三点中,其中一个点是另外两个点连成的线段的中点(把一条线段分成相等部分的点),那么的值是_________.
(2)数轴上是否存在点,使点到点,点的距离之和是7?若存在,请直接写出的值;若不存在,请说明理由.
(3)如果点以每分钟3个单位长度的速度从原点向右运动时,点和点分别以每分钟4个单位长度和每分钟1个单位长度的速度也向右运动,且三点同时出发,那么几分钟后,三点中,其中一个点是另外两个点连成的线段的中点
【答案】(1)1或-5或7;(2)的值为或;(3)经过2分钟或分钟或分钟后
【分析】(1)对点P的位置进行分类讨论,利用数轴上两点之间的距离列出方程即可解答;
(2)由题意得:|x-(-1)|+|x-3|=7,再对x的取值进行分类讨论即可解答;
(3)表达出t分钟后,点M,N,P表示的数,再对M,N,P三点的位置进行分类讨论,利用数轴上两点之间的距离列出方程即可解答.
【详解】解:(1)①若点P是线段MN的中点,则MP=NP,
即x-(-1)=3-x,解得:x=1,
②若点M是线段PN的中点,则PM=MN,
即-1-x=3-(-1),解得:x=-5,
③若点N是线段PM的中点,则PN=MN,
即x-3=3-(-1),解得:x=7,
故答案为:1或-5或7;
(2)由题意得:|x-(-1)|+|x-3|=7,
①当点x<-1时,|x-(-1)|+|x-3|=-(x+1)-(x-3)
即-(x+1)-(x-3)=7,解得:x=,
②当-1≤x≤3时,|x-(-1)|+|x-3|=x+1-(x-3),
即x+1-(x-3)=7,方程无解,
③当x>3时,|x-(-1)|+|x-3|=x+1+x-3
即x+1+x-3=7,解得:x=,
综上所述,的值为或;
(3)设时间为t分钟,则t分钟后,点M,N,P表示的数分别为:-1+4t,3+t,3t,
①若点P是线段MN的中点,则MP=NP,
则3t-(-1+4t)=3+t-3t,解得:t=2,
②若点M是线段PN的中点,则PM=MN,
则-1+4t-3t=3+t-(-1+4t),解得:t=,
③若点N是线段PM的中点,则PN=MN,
则3+t-3t=-1+4t-(3+t),解得:t=,
综上所述,经过2分钟或分钟或分钟后,三点中,其中一个点是另外两个点连成的线段的中点.
【点睛】本题主要考查数轴和一元一次方程的应用,解答本题的关键是根据数轴和路程问题,列出一元一次方程求解,注意分情况讨论,不要漏解.
20.(24-25七年级上·福建福州·期末)如图1,在数轴上有,两点,点表示的数为4,点在点的左边,且,若有一动点从数轴上点出发,以每秒1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2个单位长度的速度沿着数轴向右匀速运动.若点,分别从,两点同时出发,设运动时间为秒.
(1)写出数轴上点表示的数为______,P所表示的数为_______(用含的代数式表示).
(2)问点运动多少秒与相距3个单位长度.
(3)如图2,分别以和为边,在数轴上方作正方形和正方形,如图所示,求当为何值时,两个正方形的重叠部分面积是正方形面积的一半,请直接写出结论.______秒.
【答案】(1);
(2)点运动3秒或5秒时与相距3个单位长度
(3)4.8或24
【分析】(1)根据两点间的距离可确定点表示的数,根据的运动规律可表示出点表示的数;
(2)分别根据、两点的运动规律,用变量表示这两点所表示的数,求两点间距离即把右边点表示的数减去左边点表示的数,分情况列一次方程即可求得;
(3)由点的运动到边的变化进而到正方形面积的变化,找到符合题意的运动位置画出图形进行分类讨论,由面积之间的关系列方程即可求得.
【详解】(1)解:点在点的左边,,点表示4,
点表示的数为,
动点从数轴上点出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,则点表示的数为,
故答案为:;;
(2)解:依题意得,点表示的数为,点表示的数为,
若点在点右侧时:,
解得:;
若点在点左侧时:,
解得:;
综上所述,点运动3秒或5秒时与相距3个单位长度;
(3)解:如图1,均在线段上,
两正方形有重叠部分,
点在点的左侧,
,
,
重叠部分面积,
重叠部分的面积为正方形面积的一半,
,
解得(舍去),;
如图2,均在线段外,
,
重叠部分面积,
,
解得(舍去),,
故答案为:4.8或24.
【点睛】本题主要考查了数轴上求点表示的数及动点和由运动产生图形面积变化的题型,重点在于把握清楚运动的规律,善于想象抓住根本,善于运用数形结合思想是解题的关键.
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