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专题4.2线段的长短
内容概览
★教学目标、教学重点
0线段长短的比较方法
②线段的和、差
★知识清单
目尺规作图—作条线段
④线段的中点
6线段的基本事实和两点之间的距离
线段的长短
0线段和、差的计算
©线段中点的应用
★题型精讲
③综合应用线段和数轴的知识解决问题
④运用分类讨论思想求线段的张
6用线段的基本事实解决生活中的最短距离问题
★强化训练
教学目标、教学重难点
1.根据实际条件,灵活选用叠合与度量等方法比较线段的长短,能说出线段长短比较的结
果,从“数”和“形”两个方面理解线段的长短以及线段的和、差关系
2能用尺规作图:作一条线段等于已知线段.
教学目标
3.理解线段中点的概念和几何语言表示方法,
4掌握“两点之间的所有连线中,线段最短”的基本事实,并能运用它解决-些实际问题,
5.理解两,点之间的距离的意义,能度量和表达两点间的距离,
一、教学重点
1掌握“叠合法”和“度量法”,理解两种方法的操作逻辑。
2明确“把一条线段分成两条相等线段的点叫做中点”,能结合图形用符号表示,并
能根据已知线段长度求中点分线段的长度。
教学重难点
二、教学难点
1学生易在平移线段时出现“未重合一端”或“方向偏移”,难以准确通过图形语
言描述比较结果。
2.己知线段中点相关线段长度,求原线段长度或未知线段长度,需突破“部分与整
体”的逻辑转换,避免混淆“中点分线段为两段相等”的本质。
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知识清单
知识点01线段长短的比较方法
1.叠合法:把两条线段中的一条线段移到另一条线段上,使它们有一个端点重合,然后根据另一个端点的
位置进行比较,
2.度量法:利用刻度尺分别测量出两条线段的长度,然后根据测量结果进行比较例如:比较线段AB,
CD的长短,可以把它们移到同一条直线上,使一个端点A和C重合,另一个端点B和D落在点A的同
一侧,如图4.3-1.
AB>CD
AB=CD
AB<CD
A(C)D B
A(C)B(D)
A(C)B D
图4.3-1
拓展:在比较几条线段的长短时,如果各条线段的长短差别较明显,而又不需要知道相差多少时,用目
测的方法也可以比较出线段的长短.
【即学即练】如图,用圆规比较两条线段AB和B的长短,可知AB一AB'.(填写“>”,“<”,
知识点02线段的和、差
名称
文字叙述
图示
线段的和
如图所示,点C在线段AB的延长线上,如果线段AB=a,
s a sb
线段BC=b,那么线段AC就是a与b的和,记作AC=a+b.
A
B
C
线段的差
如图所示,点D在线段AB上,如果线段AB=a,线段DB=
b,那么线段AD就是a与b的差,记作AD=a一b.
A
D B
【即学即练】(24-25七年级上安徽合肥期末)如图,点B、C在线段AD上,AC=BD,
BC=3AB.
如果CD
=5,那么BC的长度为()
A
B
D
A.
4
B.
5
c.a
D.1
知识点03尺规作图—作一条线段
1.尺规作图:只用没有刻度的直尺和圆规作图的方法称为尺规作图,
2.画一条线段等于已知线段a
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(1)方法一:利用刻度尺先量出已知线段。的长度,再画一条等于这个长度的线段·
(2)方法二:如图4.3-3②,用直尺画射线AC,以A为圆心,以线段a的长为半径画弧,交射线AC于点
B,线段AB就是所求作的线段·
图4.3-3
【即学即练】如图,已知线段a,b,请用尺规作出一条线段c,使c=a-b.(保留作图痕迹,不写作法)
b
知识点04线段的中点
1.线段的中点的定义:把一条线段分成两条相等的线段的点叫作线段的中点.如图4.3-7,若M是线段
AB的中点,则有AM=BM=2AB或AB=2AM=2BM.
A
M
B
图4.3-7
2.线段的等分点(拓展):把一条线段分成n条相等的线段的点叫作线段的n等分点.如图4.3-8,若M,
1
N是线段AB的三等分点,则有AM=MN=NB=3AB.如图4.3-9,若M,N,P是线段AB的四等分点,
则有AM=MN=NP=PB=4AB.
A M N B
A M N P B
图4.3-8
图4.3-9
【即学即练】(24-25七年级上·安徽准南·期末)如图,点P是线段AB上的一点且PB=4,点C是AB的
中点,点Q是AP的中点,则CQ的长为()
A
OC P
B
A.1
B.2
C.3
D.无法确定
知识点05线段的基本事实和两点之间的距离
1.线段的基本事实:两点之间的所有连线中,线段最短·
2.两点之间的距离:两点之间线段的长度,叫作这两点之间的距离·
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如图,在A,B两点之间的所有线中,线段AB是最短的,线段AB的长度就是点A与点B之间的距离,
图4.3-11
【即学即练1】(24-25七年级上·安徽黄山·期末)小唐准备从屯溪老街驾车前往齐云山风景区游玩,查得
两地间的最短距离约为32公里,但导航提供的三条可选路线却分别为33公里,34公里,39公里,能解释
这一现象的数学道理是
车
【即学即练2】(23-24七年级上·安徽蚌埠阶段练习)如图所示,在A,B,C三个小区中分别住有某厂职
工30人,15人,14人,且这三个小区在一条大道上(A,B,C三点在同一直线上),已知AB=200米,
BC=500米.若该厂接送职工上下班的厂车打算在此路段只设一个停靠点,为使这三个小区所有职工步行
到停靠点的路程之和最小,那么该停靠点的位置应设在()
AB
C
A.点A
B.点B
C.AB之间
D.BC之间
题型精讲
题型01线段和、差的计算
【例1】(24-25七年级上安徽安庆期末)如图,点B、C在线段AD上,若AB:BD=2:7,
AC:CD=5:1,且BC=11cm,求AD的长度
A B
CD
【变式1-1】(24-25七年级上·安徽芜湖·期末)如图,已知线段a,线段AB,点C在线段AB的延长线上,
且BC=AB,点D在线段BC上,且CD=a.
a
A
B
(1)用尺规作图在图中补全图形(不写作法,保留作图痕迹);
(2)若AC=4,CD=1.
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①点D是线段BC的中点吗?请说明理由
②点E在线段AD上,若AE:DE=3:2,求BE的长.(写出必要的推理计算的过程)
【变式1-2】(22-23七年级上安徽安庆期末)如图,点C在线段AB上,若BC=4C,则称点C是线段
的圆周率点,线段AC、BC称作互为圆周率伴侣线段:
A
C
(1)若AC=2,求AB的长;
(2)在(1)的条件下,若点D也是图中线段AB的圆周率点(不同于点C),试求出线段CD的长,并写出
AC与BD的数量关系.
题型02线段中点的应用
【例2-1】(24-25七年级上·安徽合肥期末)线段AB=10,在直线AB上截取线段BC=2,D为线段AB
的中点,E为线段BC的中点,那么线段DE的长为()
A.4
B.6
C.5或7
D.4或6
【例2-2】(24-25七年级上安徽六安·期末)如图,点A、B、C、D在同一条直线上,AD=110cm,
AC=80cm,AB=10cm,现在点B,点C同时分别按图示方向运动,点C以每秒l0cm速度向左移动,点
B以每秒20cm速度向右移动.问()秒时,点C是线段AB的中点.
A B
C
D
>
J
15
A.3
B.2
C.1
D.4
【例2-3】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)如图,D是AB的中点,E是BC的中点,AE=10,CD=8,
则线段DE的长为
L
A
D
B E C
【例2-4】(24-25七年级上安徽安庆·月考)如图,点P在线段A0的延长线上,且线段PQ=64,第1次
操作:分别取线段AP和AQ的中点,9,第2次操作:分别取线段AP和AQ的中点?,2,第3次操
作:分别取线段AB和AQ2的中点乃,Q,…
A PP
P
(1)P2=-:
(2)连续这样操作4次,则PQ=一·
【变式21】(2425七年级上:安微黄山期末)如图,点g是线段4C上一点:B=12mBC号B。
3
点O是线段AC的中点,则线段OB的长为()
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B
A.2cm
B.3cm
C.4cm
D.6cm
【变式2-2】(24-25七年级上安徽亳州期末)如图,点M在线段AN的延长线上,且线段MN=2,第一
次操作:分别取线段AM和AN的中点M1、N1;第二次操作:分别取线段AM1和AN的中点M2,N2:
第三次操作:分别取线段AM2和AN2的中点M3,N,;…连续这样操作2025次,则每次的两个中点所
形成的所有线段之和M,N+M2N2+…+M02sN25=()
A NMs N2 M2 N M
N
M
1
c.2-2m
1
A.22024
B.22025
。22
【变式2-3】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)定义:如图,有公共端点B的两条线段BABC组成一条折
线A-B-C,若该折线A-B-C上一点O把这条折线分成相等的两部分,我们把这个点O叫作这条折线
的“折中点”.已知点Q是折线M-P-N的“折中点”,且点Q在NP上,点K为线段MP的中点,若
PQ=2PK=4,则线段NP的长为一·
夕
【变式2-4】(24-25七年级上·安微合肥期末)如图,线段AB=1,点A是线段AB的中点,点A是线段
AB的中点,点A是线段A,B的中点…以此类推,点A+1是线段AB的中点.
A
A
A2 A3 B
(1)线段A,B的长为
(2)线段A,B的长为:
(3)求AA+AA,+A,A,+…+A6A,的值
题型03综合应用线段和数轴的知识解决问题
【例3】已知有理数a,b满足:口-2+(2-b)-0,如图,在数轴上,点0是原点,点A所对应的数是
a,线段BC在直线OA上运动(点B在点C的左侧),BC=b,
下列结论:
①a=4,b=2:
②当点B与点0重合时,AC=3:
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③当点C与点A重合时,若点P是线段BC延长线上的点,则PO+PA=2PB;
④在线段BC运动过程中,若M为线段OB的中点,N为线段AC的中点,则线段MN的长度不变.其中
正确的是()
I>
01
A.①③
B.①④
C.①②③④
D.①③④
【变式3-1】(25-26七年级上江苏无锡·月考)如图,在一条可以折叠的数轴上,A、B两点表示的数分别
是-11,3,以点C为折点,将此数轴向右对折,若点A折叠后在点B的右边,且AB=2,则C点表示的数
是
A
B→CBA→
【变式3-2】如图,数轴上O,A两点的距离为12,一动点P从点A出发,按以下规律跳动:第1次跳动到
AO的中点A处,第2次从A点跳动到A,O的中点A处,第3次从4点跳动到A,O的中点A处.按照这样
的规律继续跳动到点A4,A,A6…A,(n≥3,n是整数)处,经过这样2025次跳动后的点A2s与AA的
中点的距离是一,
0⌒
A3 A
A
【例33】(25-26七年级上安徽马鞍山期中)已知代数式M=(a-16)x+20r2+10x+5是关于x的二次多
项式,且二次项的系数为b.如图,在数轴上有点A,B,C三个点,且点A,B,C三点所表示的数分别为
a,b,C.已知AC=6AB」
C101
AB→
(1)求a,b,c的值;
(2)若动点P,Q分别从C,O两点同时出发,向右运动,且点Q不超过点A,点P不超过点B.在运动过程
中,点E为线段AP的中点,点F为线段BQ的中点,若动点P的速度为每秒2个单位长度,动点Q的速度
BP-AO
为每秒3个单位长度,问代数式EF
是否为一个定值,如果是,求出这个定值.如果不是,请说明理
由.
题型04运用分类讨论思想求线段的长
【例4-1】(24-25七年级上·安徽阜阳·期末)如图,把一根绳子对折成线段AB,点P在线段AB上,从点
P处把绳子剪断,且AP:BP=2:3,若剪断后的各段绳子中最长的一段为60cm,则绳子的原长为()
A
P
B
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A.100cm
B.120cm
C.120cm或150cmD.100cm或150cm
【例4-2】(24-25七年级上·安徽合肥期末)如果在一条直线上有A、B、C三点,且AB=3,BC=5,则
AC=
【例4-3】(22-23七年级上·安徽合肥期末)如图,点C在线段AB上,图中共有三条线段AC、BC和AB,
若其中一条线段的长度是另外一条线段长度的2倍,则称点C是段AB的“2倍点”,
L
A
C
(1)线段的中点这条线段的“2倍点”;(填“是”或“不是”)
(2)若AB=18,点C是线AB段的“2倍点”,则AC的长为一
【变式4-1】(24-25七年级上安徽六安期末)如图,有公共端点P的两条线段PM,PN组成一条折线
M-P-N.若该折线上一点Q把这条折线分成相等的两部分,我们把这个点Q叫作这条折线的“折中
点”,己知点D是折线A-C-B的“折中点”,点E为线段AC的中点,CD=4,CE=6,则线段BC的
长是()
M
N
A.4
B.20或10
C.10
D.20或4
【变式4-2】(24-25七年级上·安徽安庆·期末)如图,线段AB表示一条绳子,现从点P处将绳子剪成两段,
其中一段长为30cm
AP
(1)若P为AB的中点,则剪断前的绳长为cm;
(2)若AP=BP,则剪断前的绳长为一cm
51
【变式4-3】(24-25七年级上·安徽淮南期末)如图,已知点C在线段AB上,AB=40cm,AC=16cm,
点M,N分别是AB,BC的中点.
A
CM
N
B
(1)求CN的长:
(2)求MN的长:
(3)若点P在直线AB上,且PA=4cm,点K为BP的中点,求KN的长,
题型05用线段的基本事实解决生活中的最短距离问题
【例5】如图A,B两城镇在河流的异侧,架一座桥EF连通两岸,选择一个架桥点使从A到B距离最短,
架桥点选在何处,请在图中画出:
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●A
●B
【变式5-1】如图,A、B、C是一条公路上的三个村庄,A、B间的路程为60km,A、C间的路程为
4Okm、现要在A、B之间建一个车站P,若要使车站到三个村庄的路程之和最小,则车站应建在一.
A
CB公路
【变式5-2】如图,m是某工业园区的中轴线,某科技公司的工作区A和生活区B在m同侧,从图纸上看
它们正好在正方形网格的格点上.公司计划在中轴线上选一点P发放午餐,工作人员一般是从工作区A下
班后到P点领取午餐,然后到休息区B就餐、休息.P点选在哪一点才能使工作人员所走的路程之和最短?
请在下图中标出点P的位置并画出工作人员所走路线.
B
【变式5-3】如图,A,B,C是一条公路上的3个村庄,A,B间的路程为100km,A,C间的路程为40km,要
在A,B之间设一个车站P,设P,C之间的路程为xkm.
A
C
B
(1)用含x的代数式表示车站到3个村庄的路程之和;
(2)若车站到3个村庄的路程之和为102km,问车站应设在何处?
(3)若要使车站到3个村庄的路程总和最小,问车站应设在何处?
强化训练
一、单选题
1.(24-25七年级上:安徽合肥期末)已知线段4B,在线段4的延长线上取一点C,使4B=BC,点M
是线段AC的中点,若AB=20则线段BM的长为()
A.5
B.10
C.15
D.30
2.(22-23七年级上安徽滁州阶段练习)如图,A,B,C依次为直线L上三点.M为AB的中点,N为
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MC的中点,且AB=6cm,NC=8cm,则BC的长为()
AM B
N
C
A.10cm
B.13cm
C.14cm
D.16cm
3.(24-25七年级上·安徽滁州期末)如图,点C为线段AB上一点,点E是线段AC的中点,BC=3cm,
若AC=BE,则AB的长为()
AEC B
13
27
A.cm
B.6cm
C.9cm
D.cm
4.(24-25七年级上·安徽阜阳期末)如图,点D是线段AC的中点,点B是线段AC的三等分点,若
AB=6,则线段BD的长为()
A
BD
C
A.2
B.2.5
C.3
D.3.5
5.(23-24七年级上·安徽毫州期末)已知,线段AB=10cm,点C是线段AB的中点,点D是线段BC的
中点,那么,线段AD的长度为()
A.Icm
B.2.5cm
C.5cm
D.7.5cm
6.(24-25七年级上·安徽安庆期末)如图,已知AB=24cm,CD=10cm,E、F分别为AC,BD的中点,
则EF的长为()
11
AE C
DFB
A.17cm
B.15cm
C.14cm
D.12cm
7在一条笔直的公路上有7个村庄依次为A、B、C、D、E、F、G,其中A、B、C、D、E、F离城市的距
离分别为4,10,15,17,19,20km,而村庄G正好是APF的中点.现要在某个村庄建一个活动中心,使
各村到活动中心的路程之和最短,则活动中心应建在()
A.A处
B.C处
C.G处
D.E处
8.(24-25七年级上安徽合肥期末)线段AB=10,在直线AB上截取线段BC=2,D为线段AB的中点,
E为线段BC的中点,那么线段DE的长为()
A.4
B.6
C.5或7
D.4或6
二、填空题
9如图,点O,A,B,C在数轴上的位置如图所示,O为原点,AC=2,OA=OB,若点C表示的数为
-4,则点B表示的数为一
C
O
B
10.(24-25七年级上·安徽宿州期末)如图,点C是线段AB上的点,点M、N分别是AC、BC的中点,
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专题4.2 线段的长短
教学目标
1.根据实际条件,灵活选用叠合与度量等方法比较线段的长短,能说出线段长短比较的结果,从“数”和“形”两个方面理解线段的长短以及线段的和、差关系.
2.能用尺规作图:作一条线段等于已知线段.
3.理解线段中点的概念和几何语言表示方法.
4.掌握“两点之间的所有连线中,线段最短”的基本事实,并能运用它解决-些实际问题.
5.理解两,点之间的距离的意义,能度量和表达两点间的距离.
教学重难点
一、教学重点
1.掌握 “叠合法”和 “度量法”,理解两种方法的操作逻辑。
2.明确 “把一条线段分成两条相等线段的点叫做中点”,能结合图形用符号表示,并能根据已知线段长度求中点分线段的长度。
二、教学难点
1.学生易在平移线段时出现 “未重合一端” 或 “方向偏移”,难以准确通过图形语言描述比较结果。
2.已知线段中点相关线段长度,求原线段长度或未知线段长度,需突破 “部分与整体” 的逻辑转换,避免混淆 “中点分线段为两段相等” 的本质。
知识点01 线段长短的比较方法
1. 叠合法:把两条线段中的一条线段移到另一条线段上,使它们有一个端点重合,然后根据另一个端点的位置进行比较.
2. 度量法:利用刻度尺分别测量出两条线段的长度,然后根据测量结果进行比较 .例如:比较线段 AB, CD 的长短,可以把它们移到同一条直线上,使一个端点 A 和 C 重合,另一个端点 B 和 D 落在点 A 的同一侧,如图 4.3-1.
拓展: 在比较几条线段的长短时,如果各条线段的长短差别较明显,而又不需要知道相差多少时,用目测的方法也可以比较出线段的长短 .
【即学即练】如图,用圆规比较两条线段和的长短,可知 .(填写“”,“”,“”)
【答案】
【详解】解:用圆规比较两条线段和的长短,可知,
故答案为:.
知识点02 线段的和、差
名称
文字叙述
图示
线段的和
如图所示,点 C 在线段 AB 的延长线上,如果线段 AB=a,线段 BC=b,那么线段AC 就是 a 与 b 的和,记作 AC=a+b.
线段的差
如图所示,点 D 在线段 AB 上,如果线段AB=a,线段 DB = b,那么线段 AD 就是 a与 b 的差,记作 AD=a-b.
【即学即练】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)如图,点、在线段上,,,如果,那么的长度为( )
A. B. C. D.1
【答案】A
【详解】解:∵,,
又∵,
∴,
∴.
故选:A.
知识点03 尺规作图——作一条线段
1. 尺规作图:只用没有刻度的直尺和圆规作图的方法称为尺规作图 .
2. 画一条线段等于已知线段 a
(1) 方法一: 利用刻度尺先量出已知线段 a 的长度,再画一条等于这个长度的线段 .
(2)方法二: 如图4.3-3②,用直尺画射线AC,以A为圆心,以线段 a 的长为半径画弧, 交射线 AC 于点 B, 线段 AB就是所求作的线段 .
【即学即练】如图,已知线段,,请用尺规作出一条线段,使.(保留作图痕迹,不写作法)
【详解】解:如图所示:线段,即为所求.
知识点04 线段的中点
1. 线段的中点的定义:把一条线段分成两条相等的线段的点叫作线段的中点 . 如图 4.3-7,若 M 是线段 AB 的中点,则有 AM=BM= AB 或 AB=2AM=2BM.
2.
线段的等分点(拓展):把一条线段分成 n 条相等的线段的点叫作线段的 n 等分点 . 如图 4.3-8,若 M, N 是线段 AB 的三等分点,则 有 AM=MN=NB= AB. 如 图 4.3-9,若 M, N,P 是线段 AB 的四等分点,则有 AM=MN=NP=PB= AB .
【即学即练】(24-25七年级上·安徽淮南·期末)如图,点是线段上的一点且,点是的中点,点是的中点,则的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.无法确定
【答案】B
【详解】解:∵,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴,
故选:B.
知识点05 线段的基本事实和两点之间的距离
1. 线段的基本事实:两点之间的所有连线中,线段最短 .
2. 两点之间的距离:两点之间线段的长度,叫作这两点之间的距离 .
如图 ,在 A, B 两点之间的所有线中,线段 AB 是最短的,线段 AB 的长度就是点A 与点 B 之间的距离 .
【即学即练1】(24-25七年级上·安徽黄山·期末)小唐准备从屯溪老街驾车前往齐云山风景区游玩,查得两地间的最短距离约为32公里,但导航提供的三条可选路线却分别为33公里,34公里,39公里,能解释这一现象的数学道理是 ;
【答案】两点之间,线段最短
【详解】解:能解释这一现象的数学知识是两点之间,线段最短.
故答案为:两点之间,线段最短.
【即学即练2】(23-24七年级上·安徽蚌埠·阶段练习)如图所示,在A,B,C三个小区中分别住有某厂职工30人,15人,14人,且这三个小区在一条大道上(A,B,C三点在同一直线上),已知米,米.若该厂接送职工上下班的厂车打算在此路段只设一个停靠点,为使这三个小区所有职工步行到停靠点的路程之和最小,那么该停靠点的位置应设在( )
A.点A B.点B C.之间 D.之间
【答案】A
【详解】解:①以点A为停靠点,则所有人的路程的和(米),
②以点B为停靠点,则所有人的路程的和(米),
③当在之间停靠时,设停靠点到A的距离是m,则,则所有人的路程的和是:,
④当在之间停靠时,设停靠点到B的距离为n,则,则所有人的总路程为.
∴该停靠点的位置应设在点A;
故选:A.
题型01 线段和、差的计算
【例1】(24-25七年级上·安徽安庆·期末)如图,点B、C在线段上,若,,且,求的长度.
【答案】
【详解】解:设长为.
,
;
又,
;
∵,,
,
解得:;
长为.
【变式1-1】(24-25七年级上·安徽芜湖·期末)如图,已知线段,线段,点在线段的延长线上,且,点在线段上,且.
(1)用尺规作图在图中补全图形(不写作法,保留作图痕迹);
(2)若,.
①点是线段的中点吗?请说明理由.
②点在线段上,若,求的长.(写出必要的推理计算的过程)
【详解】(1)解:如图,即为所作,
(2)解:①因为,.
所以.
又因为,所以为的中点.
②因为,
所以,
所以.
【变式1-2】(22-23七年级上·安徽安庆·期末)如图,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,求的长;
(2)在(1)的条件下,若点D也是图中线段的圆周率点(不同于点C),试求出线段的长,并写出与的数量关系.
【详解】(1)解:,
,
;
(2)解:∵点D也是线段的圆周率点(不同于点C),
,
,即,
,
∵,
,
∵,
.
题型02 线段中点的应用
【例2-1】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)线段,在直线上截取线段,为线段的中点,为线段的中点,那么线段的长为( )
A.4 B.6 C.5或7 D.4或6
【答案】D
【详解】解:如图所示,点在之间时,
∵,为线段的中点,
∴,
∵,点为线段的中点,
∴,
∴;
如图所示,点在延长线上时,
∴;
综上所述,线段的长为或,
故选:D .
【例2-2】(24-25七年级上·安徽六安·期末)如图,点、、、在同一条直线上,,,,现在点,点同时分别按图示方向运动,点以每秒速度向左移动,点以每秒速度向右移动.问( )秒时,点是线段的中点.
A. B. C.1 D.
【答案】D
【详解】解:设秒时,点是线段的中点,此时,,根据题意可得,
解得,
即秒时,点是线段的中点,
故选:D
【例2-3】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)如图,是的中点,是的中点,,,则线段的长为 .
【答案】
【详解】解:是的中点,是的中点,
,,
,,
,,
,,
,
,
.
故答案为: .
【例2-4】(24-25七年级上·安徽安庆·月考)如图,点在线段的延长线上,且线段,第1次操作:分别取线段和的中点,,第2次操作:分别取线段和的中点,,第3次操作:分别取线段和的中点,,
(1) ;
(2)连续这样操作4次,则 .
【详解】(1)∵的中点是,的中点是,
∴,.
∵,
∴.
故答案为:32;
(2)同理可得,,.
故答案为:4.
【变式2-1】(24-25七年级上·安徽黄山·期末)如图,点是线段上一点,,.点是线段的中点,则线段的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵,,
∴,
∴
∵点是线段的中点,
∴
∴,
故选:.
【变式2-2】(24-25七年级上·安徽亳州·期末)如图,点在线段的延长线上,且线段,第一次操作:分别取线段和的中点、;第二次操作:分别取线段和的中点,;第三次操作:分别取线段和的中点,;……连续这样操作2025次,则每次的两个中点所形成的所有线段之和( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:根据题意,,和的中点、,
∴,
∴,
同理可得,
,
……
∴,
∴.
故选:C.
【变式2-3】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)定义:如图,有公共端点B的两条线段组成一条折线,若该折线上一点O把这条折线分成相等的两部分,我们把这个点O叫作这条折线的“折中点”.已知点Q是折线的“折中点”,且点Q在上,点K为线段的中点,若,则线段的长为 .
【答案】12
【详解】解:如图所示:
∵,点K为线段的中点,
∴,
∴,
∵点Q是折线的“折中点”,
∴,
∴,
故答案为:12.
【变式2-4】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)如图,线段,点是线段的中点,点是线段的中点,点是线段的中点…以此类推,点是线段的中点.
(1)线段的长为_______;
(2)线段的长为_______;
(3)求的值.
【详解】(1)解:∵,点是线段的中点,点是线段的中点,点是线段的中点
∴,,,
故答案为:;
(2)∵,点是线段的中点,点是线段的中点,点是线段的中点
∴,
,
,
……以此类推,可得:
故答案为:;
(3)解:,
,
……
,
∴
.
题型03 综合应用线段和数轴的知识解决问题
【例3】已知有理数a,b满足:,如图,在数轴上,点O是原点,点A所对应的数是a,线段在直线上运动(点B在点C的左侧),.
下列结论:
①;
②当点B与点O重合时,;
③当点C与点A重合时,若点P是线段延长线上的点,则;
④在线段运动过程中,若M为线段的中点,N为线段的中点,则线段的长度不变.其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.①②③④ D.①③④
【答案】D
【详解】解:∵,
∴,解得:,即①正确,
∵点O是原点,点A所对应的数是a,
∴点A所对应的数是4,
∵,
∴,
∵当点B与点O重合时,
∴点表示的数为,
∵线段在直线上运动(点B在点C的左侧),
∴表示的数为,即,即②不正确,
∵当点C与点A重合时,
∴点表示的数为4,
∵点B在点C的左侧,,
∴点B表示的数为2,
∵点P是线段延长线上的点,
∴,,
∴,即③正确;
∵M为线段的中点,N为线段的中点,
∴,
分为四种情况:
第一种情况:当在左侧时,如图:
,;
第二种情况:当、在两侧时,如图:
,;
第三种情况:当、在线段上时,如图:
,;
第四种情况:当和都在右边时,如图:
,,
∴在线段运动过程中,若M为线段的中点,N为线段的中点,则线段的长度不变,即④正确,
故选:D.
【变式3-1】(25-26七年级上·江苏无锡·月考)如图,在一条可以折叠的数轴上,A、B两点表示的数分别是,3,以点C为折点,将此数轴向右对折,若点A折叠后在点B的右边,且,则C点表示的数是 .
【答案】
【详解】解:由题意可知,
点B表示的数为3,点A在点B的右边,且,
折叠后的点A表示的数为.
折叠前点A表示的数为,
则,
即点C表示的数为.
故答案为:.
【变式3-2】如图,数轴上O,A两点的距离为12,一动点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,经过这样2025次跳动后的点与的中点的距离是 .
【答案】
【详解】解:由题意可得,
点表示的数为,
点表示的数为,
点表示的数为,
…,
点表示的数为,
∴点表示的数为.
∵的中点表示的数为,
∴2025次跳动后的点与的中点的距离是:.
故答案为:.
【例3-3】(25-26七年级上·安徽马鞍山·期中)已知代数式是关于的二次多项式,且二次项的系数为.如图,在数轴上有点三个点,且点三点所表示的数分别为.已知.
(1)求的值;
(2)若动点分别从两点同时出发,向右运动,且点不超过点,点不超过点.在运动过程中,点为线段的中点,点为线段的中点,若动点的速度为每秒2个单位长度,动点的速度为每秒3个单位长度,问代数式是否为一个定值,如果是,求出这个定值.如果不是,请说明理由.
【详解】(1)解:∵是关于x的二次多项式,二次项的系数为b,
,,
,
,
,
,
,
,,.
(2)设点P的出发时间为t秒,
由题意得:,,,,,
当时,如图1,
,
,
∴;
当时,此时点Q与点A重合,如图2,
此时,点F对应的数值为,点P在点O的右侧,
,
点E对应的值为,
,
,
,
;
综上,的值是定值,值是2.
题型04 运用分类讨论思想求线段的长
【例4-1】(24-25七年级上·安徽阜阳·期末)如图,把一根绳子对折成线段,点在线段上,从点处把绳子剪断,且,若剪断后的各段绳子中最长的一段为,则绳子的原长为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【详解】解:本题有两种情形:
(1)当点是绳子的对折点时,将绳子展开如图:
∵,剪断后的各段绳子中最长的一段为,
,
,
∴绳子的原长;
(2)当点B是绳子的对折点时,将绳子展开如图:
∵,剪断后的各段绳子中最长的一段为,
,
,
∴绳子的原长.
故选:D.
【例4-2】(24-25七年级上·安徽合肥·期末)如果在一条直线上有A、B、C三点,且,,则 .
【答案】2或8
【详解】解:当点C在点B的左侧时,;
当点C在点B的右侧时,;
故答案为:2或8.
【例4-3】(22-23七年级上·安徽合肥·期末)如图,点C在线段上,图中共有三条线段、和,若其中一条线段的长度是另外一条线段长度的2倍,则称点C是段的“2倍点”.
(1)线段的中点 这条线段的“2倍点”;(填“是”或“不是”)
(2)若,点C是线AB段的“2倍点”,则的长为 .
【答案】 是 6或12或9
【详解】(1)∵线段的长是线段中点分割的两条线段长度的2倍,
∴线段的中点是这条线段的“2倍点”;
(2)∵,点C是线段的“2倍点”,
若C在中点的左边,则;
若C在中点的右边,则;
若点C在中点,则.
故的长度为6或12或9.
【变式4-1】(24-25七年级上·安徽六安·期末)如图,有公共端点的两条线段,组成一条折线.若该折线上一点把这条折线分成相等的两部分,我们把这个点叫作这条折线的“折中点”.已知点是折线的“折中点”,点为线段的中点,,,则线段的长是( )
A.4 B.20或10 C.10 D.20或4
【答案】D
【详解】解:当点在线段上时,如图:
由题意,得:,,
∴,
∴;
当点在线段上时,如图:
则,,
∵,
∴,
∴;
综上,线段的长是20或4.
故选:D.
【变式4-2】(24-25七年级上·安徽安庆·期末)如图,线段表示一条绳子,现从点处将绳子剪成两段,其中一段长为.
(1)若为的中点,则剪断前的绳长为 ;
(2)若,则剪断前的绳长为 .
【答案】 60 48或80
【详解】解:(1)∵若为的中点,其中一段长为
∴
故答案为∶60.
(2)①当是,,
∴
∴;
②当,
∴,
∴
综上所述∶原来绳长为或.
故答案为∶48或80.
【变式4-3】(24-25七年级上·安徽淮南·期末)如图,已知点在线段上,,,点分别是的中点.
(1)求的长;
(2)求的长;
(3)若点在直线上,且,点为的中点,求的长.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∵点是的中点.
∴;
(2)解:∵,点是的中点.
∴,
由(1)得出,
∴.
(3)解:依题意,当点在线段的外部时,
∵,,
∴,
点为的中点,
∴,
由(1)得,
则;
当点在线段的内部时,
∵,,
∴,
点为的中点,
∴,
由(1)得,
则;
综上:的长为或.
题型05 用线段的基本事实解决生活中的最短距离问题
【例5】如图A,B两城镇在河流的异侧,架一座桥连通两岸,选择一个架桥点使从A到B距离最短,架桥点选在何处,请在图中画出.
【详解】解:如图所示,即为所作.
【变式5-1】如图,、、是一条公路上的三个村庄,、间的路程为,、间的路程为、现要在之间建一个车站,若要使车站到三个村庄的路程之和最小,则车站应建在 .
【答案】点处
【详解】解:设P,C间的路程为,当点P在点C左侧时,
车站到三个村庄的路程为;
当点P在点C右侧时,
车站到三个村庄的路程为;
当点P与点C重合时,车站到三个村庄的距离是,
所以当车站建在村庄C处时,车站到三个村庄的距离之和最小.
故答案为:点C处.
【变式5-2】如图,m是某工业园区的中轴线,某科技公司的工作区A和生活区B在m同侧,从图纸上看它们正好在正方形网格的格点上.公司计划在中轴线上选一点P发放午餐,工作人员一般是从工作区A下班后到P点领取午餐,然后到休息区B就餐、休息.P点选在哪一点才能使工作人员所走的路程之和最短?请在下图中标出点P的位置并画出工作人员所走路线.
【详解】解:作关于直线的对称点,连接,交直线m于点P,点P即为使路程和最短的点;
连接,这就是工作人员所走的最短路线.
【变式5-3】如图,是一条公路上的3个村庄,间的路程为,间的路程为,要在之间设一个车站,设之间的路程为.
(1)用含的代数式表示车站到3个村庄的路程之和;
(2)若车站到3个村庄的路程之和为,问车站应设在何处?
(3)若要使车站到3个村庄的路程总和最小,问车站应设在何处?
【详解】(1)解:由题意得,,,
路程之和为;
(2)解:根据题意,得:,
解得,
∴车站应设在村庄的左边或右边处;
(3)解:当时,最小,
∴车站建在C处路程和最小,
∴车站应设在村庄处.
一、单选题
1.(24-25七年级上·安徽合肥·期末)已知线段,在线段的延长线上取一点C,使,点M是线段的中点,若则线段的长为( )
A.5 B.10 C.15 D.30
【答案】B
【详解】解:∵,,
∴,,
∵点M是线段的中点,
∴,
∴.
故选:B.
2.(22-23七年级上·安徽滁州·阶段练习)如图,A,,依次为直线上三点.为的中点,为的中点,且,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:为的中点,
为的中点,
8,
,
,
故选:B.
3.(24-25七年级上·安徽滁州·期末)如图,点为线段上一点,点是线段的中点,,若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵,,,
∴,即,
∵点是线段的中点,
∴,
∵,
故选:C.
4.(24-25七年级上·安徽阜阳·期末)如图,点是线段的中点,点是线段的三等分点,若,则线段的长为( )
A.2 B.2.5 C.3 D.3.5
【答案】C
【详解】解:∵点是线段的三等分点,,
∴,
∵点是线段的中点,
∴,
∴.
故选:C.
5.(23-24七年级上·安徽亳州·期末)已知,线段,点是线段的中点,点是线段的中点,那么,线段的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:∵线段,点是线段的中点,
∴cm,
∵点是线段的中点,
∴cm,
∵,
∴cm,
故选:D.
6.(24-25七年级上·安徽安庆·期末)如图,已知,,E、F分别为,的中点,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:∵E,F分别为的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:A.
7.在一条笔直的公路上有7个村庄依次为A、B、C、D、E、F、G,其中A、B、C、D、E、F离城市的距离分别为4,10,15,17,19,,而村庄G正好是的中点.现要在某个村庄建一个活动中心,使各村到活动中心的路程之和最短,则活动中心应建在( )
A.A处 B.C处 C.G处 D.E处
【答案】B
【详解】解:A、B、C、D、E、F离城市的距离分别为4,10,15,17,19,,
∴
又村庄G正好是的中点,
∴,
∴各村间的距离如图所示:
各村到A村的路程和为:,
各村到E村的路程和为:,
各村到C村的路程和为:;
各村到G村的路程和为:.
,
故活动中心应建在C村.
故选B.
8.(24-25七年级上·安徽合肥·期末)线段,在直线上截取线段,D为线段的中点,E为线段的中点,那么线段的长为( )
A.4 B.6 C.5或7 D.4或6
【答案】D
【详解】解:①当点在线段上时:
∵ D为线段的中点,E为线段的中点,
∴,
∴;
②当点在线段的延长线上时:
∵ D为线段的中点,E为线段的中点,
∴,
∴;
故选D.
二、填空题
9.如图,点,,,在数轴上的位置如图所示,为原点,,,若点表示的数为,则点表示的数为 .
【答案】6
【详解】解:∵,点C表示的数为,
∴点A表示的数为,
∵,
∴点B所表示的数为6.
故答案为:6.
10.(24-25七年级上·安徽宿州·期末)如图,点C是线段上的点,点M、N分别是的中点,若,则线段的长度为 .
【答案】
【详解】解:∵点M、N分别是的中点,
∴,
则,且,
即,
故答案为:.
11.(24-25七年级上·安徽蚌埠·期末)已知线段,延长至点 ,使.点是的中点,点是的中点,则 .
【答案】
【详解】解:,
,
点是的中点,点是的中点,
,,
,
故答案为: .
12.(24-25七年级上·安徽宿州·阶段练习)点,在线段上,是线段中点,,若,则长为 .
【答案】9或15
【详解】解:∵C是线段中点,,
∴,
∴,
当点D在点C的左侧时,则;
当点D在点C的右侧时,则;
综上,长为9或,
故答案为:9或15.
13.(22-23七年级上·安徽蚌埠·阶段练习)已知线段,点P是射线上的一个动点,点M是线段的中点,点N是线段的中点.当时,的长为 .
【答案】或
【详解】解:点P是射线上的一个动点,
①点P在直线AB之内,如图1,
点是线段的中点,
,
点是线段的中点,
,
,
,
,
,
;
②点P在直线AB之外,如图2,
,,
,
,
,
综上所述,的长为或,
故答案为:或.
三、解答题
14.(24-25七年级上·安徽滁州·期末)如图,已知点在线段上,点,分别在线段和线段上,且,.
(1)若,,求线段的长;
(2)若,求线段的长.
【详解】(1)解:∵,,
∴,,
∴,,
∴.
(2)解:∵,,
∴,
∴,
∴.
15.(24-25七年级上·安徽亳州·期末)如图,点是线段的中点,是上一点,且,.
(1)求的长;
(2)若为的中点,求的长.
【详解】(1)解:设的长为,
,
,
,
点E是线段的中点,
,
,
,
,即,
;
(2)解:,,
,
为线段的中点,
,
.
16.(24-25七年级上·安徽六安·期末)如图,点C,E是线段上两点,点D为线段的中点,.
(1)图中共有 条线段;
(2)求的长.
【详解】(1)解:由图可得:第一个端点可以画3条线段,第二个端点可以画2条线段,第三个端点可以画1条线段,
∴(条),
即一共有10条线段,
故答案为:10;
(2)解:∵点D为线段的中点,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
17.(24-25七年级上·安徽合肥·期末)如图,已知线段,点,在线段上,,点是的中点,点是的中点.
(1)若,,当,求线段的长度;
(2)当线段在线段上运动时,试判断线段的长度是否发生变化,如果不变,请求出线段的长度;如果变化,请说明理由.
【详解】(1)解:,,,
,
点是的中点,点是的中点.
,,
;
(2)线段的长度不发生变化.
理由如下:
点是的中点,点是的中点,
,,
,
线段的长度不发生变化,长度为.
18.线段AB=10,AB上有一动点C,以每秒2个单位的速度,按A一B一A的路径从点A出发,到达点B后又返回到点A停止,设运动时间为t(0≤t≤10)秒.
(1)当t=6时,AC= .
(2)用含t的式子表示线段AC的长;
当0≤t≤5时,AC= ;
当5<t≤10时,AC= .
(3)M是AC的中点,N是BC的中点,在点C运动的过程中,MN的长度是否发生变化?若不变化,求出MN的长,
【详解】(1)当时,动点运动了个单位,
,
.
.
故答案为:8;
(2)当时,;
当时,
.
故答案为:,;
(3)当时,
;
当时,
;
故的长度不变,长度为5.
19.(24-25七年级上·安徽安庆·期末)如图,已知数轴上的点对应的数为,是数轴上的一点,且,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿着数轴向左匀速运动,设运动时间为秒.
(1)数轴上点对应的数是_____,点对应的数是_____用含的式子表示;
(2)动点从点与点同时出发,以每秒个单位长度的速度沿着数轴向左匀速运动,试问:运动多少时间点可以追上点?
(3)是的中点,是的中点,点在运动过程中,线段的长度是否发生变化?若有变化,请说明理由;若没有变化,请你画出图形,并求出的长.
【详解】(1)解:由题意得:点表示的数是,
点对应的数是,
故答案为:,.
(2)解:由题意得:,
解得,
答:运动5秒,点可以追上点.
(3)解:线段的长度不发生变化,画图求解如下:
①如图,当点在点之间运动时,则,
∵是的中点,是的中点,
∴,
∴;
②如图,当点在点左侧运动时,则,
∵是的中点,是的中点,
∴,
∴;
综上,点在运动过程中,线段的长度不发生变化,的长为.
20.(22-23七年级上·安徽滁州·阶段练习)已知M是线段的三等分点(把一条线段平均分成三等分的点),即或.
(1)若,求的长.
(2)若点在线段上,,,求线段的长.
(3)若是延长线上的点,,,求线段的长.
【详解】(1)分为两种情况:
①当时,如图,
,
;
②当时,如图,
,
;
所以的长为2或4;
(2)分为两种情况:
当时,
,,
,
,
,
;
当时,
,
,
,
(不符合题意,舍去);
所以的长是3;
(3)分为两种情况:
①当时,
,,
,
,
,
;
②当时,
,,
,
,
,
,
所以的长是或.
21.(25-26七年级上·安徽合肥·期中)如图,点是定长线段上一定点,点,分别从点,同时出发以,的速度沿直线向左运动(点在线段上,点在线段上),其中、满足条件:.运动的时间为,且点,运动到任一时刻,总有.
(1)直接写出:_____,_____;
(2)若,请求出的长;
(3)若点是直线上一点,且,求的值;
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,;
(2)由()和题意可知:,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴;
(3)解:当点在线段上时,
∵,
∴,
∵,
∴,
由()知:,
∴
∴,
∴;
当点在线段的延长线上时,
则,
∵,
∴,
∴;
综上,的值为或.
22.如图,点在数轴上分别表示有理数,且满足.
(1)点表示的数是___________,点表示的数是____________.
(2)若动点从点出发以每秒3个单位长度向右运动,动点从点出发以每秒1个单位长度向点运动,到达点即停止运动两点同时出发,且点停止运动时,也随之停止运动,求经过多少秒时,第一次相距3个单位长度?
(3)在(2)的条件下整个运动过程中,设运动时间为秒,若的中点为的中点为,当为何值时,?
【详解】解:(1)∵满足,
∴a+2=0, b﹣5=0,
∴a=﹣2,b=5,
即点A所对应的数是﹣2,点B所对应的数是5;
故答案为:﹣2,5;
(2)AB=5﹣(﹣2)=7,
设经过x秒时,P、Q第一次相距3个单位长度,
则AP=3x,BQ=x,PQ=AB﹣AP﹣BQ,
列方程得,7﹣3x﹣x=3,
解得:x=1,
答:经过1秒时,P、Q第一次相距3个单位长度;
(3)由题意得:t秒后,AP=3t,BQ=t,
∵AP的中点为M,BQ的中点为N,
∴AM=AP=t,BN=BQ=t,
如图1,当点P、M都在点B的左侧时,
BM=AB﹣AM=7﹣t,PB=AB﹣AP=7﹣3t,AN=AB﹣BN=7﹣t,
∵BM+AN=3PB,
∴7﹣t +7﹣t=3(7﹣3t),
解得:t=1;
如图2,当点M在点B的左侧,点P在点B的右侧时,
BM=AB﹣AM=7﹣t,PB=AP﹣AB=3t﹣7,AN=AB﹣BN=7﹣t,
∵BM+AN=3PB,
∴7﹣t +7﹣t=3(3t﹣7),
解得:t=;
③如图3,当点P、M都在点B的右侧时,
BM=AM﹣AB=t﹣7,PB=AP﹣AB=3t﹣7,AN=AB﹣BN=7﹣t,
∵BM+AN=3PB,
∴t﹣7+7﹣t=3(3t﹣7),
解得:t=(舍去);
综上所述,当t为1秒或秒时,BM+AN=3PB.
23.(23-24七年级上·安徽芜湖·期末)【新知理解】
如图①,点C在线段上,图中共有三条线段、和,若其中有一条线段的长度是另外一条线段长度的2倍,则称点C是线段的“巧点”.
(1)线段的中点______这条线段的“巧点”;(填“是”或“不是”).
(2)若,点C是线段的“巧点”,则______;
【解决问题】
(3)如图②,已知.动点P从点A出发,以的速度沿AB向点B匀速移动:点Q从点B出发,以的速度沿向点A匀速移动,点P、Q同时出发,当其中一点到达终点时,运动停止,设移动的时间为.当t为何值时,A、P、Q三点中其中一点恰好是另外两点为端点的线段的“巧点”?并说明理由.
【详解】(1)解:C是线段的中点,
,
C是线段的“巧点”;
故答案:是;
(2)解:①如图,点C是线段的“巧点”,
,
;
②如图,点C是线段的“巧点”,
,
;
③如图,点C是线段的“巧点”,
,
;
故答案:或或;
(3)解:t为或或或或12,理由如下:
①当是、的“巧点”,
(ⅰ)如图,
,
,,
,
,
解得:,
(ⅱ)如图,
,
,,
,
,
解得:;
(iii)当,即时,
∴,
解得:;
②当是、的“巧点”,
(ⅰ)图,
,
,,
,
,
,
,
解得:;
(ⅱ)如图,
,
同理可得:
,
解得:;
此种情况不合题意,舍去;
(iii)当,即时,
∴,
解得:;
综上所示:当t为或或或或12时,A、P、Q三点中其中一点恰好是另外两点为端点的线段的“巧点”.
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