内容正文:
专题01 有理数(8知识&9题型&3易错&3方法清单)
【清单01】正数与负数
1. 正数:像+3、+1.5、+这样大于0的数叫做正数,“+”号通常可以省略不写。
2. 负数:像-3、-1.5、-这样在正数前面加上“-”号的数叫做负数,“-”号不能省略。
3. 0的意义:0既不是正数,也不是负数,它是正数和负数的分界点。0还可以表示一个具体的数量,如0℃表示一个特定的温度。
4. 相反意义的量:在生活和生产中,存在着大量具有相反意义的量,如收入与支出、上升与下降、向东与向西等。对于具有相反意义的量,我们可以用正数和负数来表示其中一种意义的量,另一种意义的量用负数表示。例如,规定向东为正,那么向西就为负;规定收入为正,那么支出就为负。
【清单02】有理数
1. 有理数的概念:整数和分数统称为有理数。
2. 整数的分类:整数包括正整数、0和负整数。例如,1、2、3等是正整数;-1、-2、-3等是负整数。
3. 分数的分类:分数包括正分数和负分数。正分数如、3.5(可化为)等;负分数如-、-2.2(可化为-)等。
【清单03】数轴
1. 数轴的定义:规定了原点、正方向和单位长度的直线叫做数轴。
2. 数轴的三要素:原点(表示数0的点)、正方向(通常规定向右为正方向)和单位长度(数轴上相邻两个刻度之间的距离,其长度可根据实际情况任意选取,但同一数轴上的单位长度必须统一)。
3. 数轴与有理数的关系:任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示;反过来,数轴上的点不一定都表示有理数,还可以表示无理数。
4. 利用数轴比较有理数的大小:在数轴上,右边的点所表示的数总比左边的点所表示的数大。因此,正数都大于0,负数都小于0,正数大于一切负数。
【清单04】绝对值与相反数
1. 相反数的概念:像2和-2、和-这样,只有符号不同的两个数互为相反数。0的相反数是0。
2. 相反数的几何意义:在数轴上,表示互为相反数的两个点(0除外)分别位于原点的两侧,并且到原点的距离相等。
3. 绝对值的定义:数轴上表示一个数的点与原点的距离叫做这个数的绝对值,记作|a|。
4. 绝对值的性质:
正数的绝对值是它本身,即当a>0时,|a|=a;
负数的绝对值是它的相反数,即当a<0时,|a|=-a;
0的绝对值是0,即当a=0时,|a|=0。
所以,任何一个数的绝对值都是非负数,即|a|≥0。
5. 利用绝对值比较两个负数的大小:两个负数比较大小,绝对值大的反而小。例如,比较-3和-5的大小,因为|-3|=3,|-5|=5,3<5,所以-3>-5。
【清单05】有理数的加法与减法
1. 有理数的加法法则:
同号两数相加,取相同的符号,并把绝对值相加。例如,(+5)+(+3)=+(5+3)=8,(-5)+(-3)=-(5+3)=-8。
异号两数相加,绝对值相等时和为0;绝对值不等时,取绝对值较大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值。例如,(+5)+(-5)=0,(+5)+(-3)=+(5-3)=2,(-5)+(+3)=-(5-3)=-2。
一个数同0相加,仍得这个数。例如,0+(-8)=-8,5+0=5。
2. 有理数加法的运算律:
加法交换律:两个数相加,交换加数的位置,和不变,即a+b=b+a。
加法结合律:三个数相加,先把前两个数相加,或者先把后两个数相加,和不变,即(a+b)+c=a+(b+c)。利用加法运算律可以使一些加法运算简便,例如,计算(+15)+(-20)+(+25)+(-30),可以利用加法交换律和结合律将其变形为[(+15)+(+25)]+[(-20)+(-30)]=(40)+(-50)=-10。
3. 有理数的减法法则:减去一个数,等于加上这个数的相反数,即a-b=a+(-b)。例如,5-3=5+(-3)=2,5-(-3)=5+3=8,-5-3=-5+(-3)=-8。
4. 有理数加减混合运算:可以利用减法法则将加减混合运算统一成加法运算,写成省略加号和括号的形式,再进行计算。例如,(-8)-(-10)+(-6)-(+4)可以转化为(-8)+(+10)+(-6)+(-4),进一步写成-8+10-6-4,然后按照从左到右的顺序计算:-8+10=2,2-6=-4,-4-4=-8。
【清单06】 有理数的乘法与除法
1. 有理数的乘法法则:
两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。例如,(+3)×(+4)=12,(-3)×(-4)=12,(+3)×(-4)=-12,(-3)×(+4)=-12。
任何数同0相乘,都得0。例如,0×(-5)=0,7×0=0。
几个不是0的数相乘,负因数的个数是偶数时,积是正数;负因数的个数是奇数时,积是负数,并把绝对值相乘。例如,(-2)×(-3)×(-4)=-(2×3×4)=-24(负因数个数为3,奇数),(-2)×(-3)×4=24(负因数个数为2,偶数)。
2. 有理数乘法的运算律:
乘法交换律:两个数相乘,交换因数的位置,积相等,即a×b=b×a。
乘法结合律:三个数相乘,先把前两个数相乘,或者先把后两个数相乘,积相等,即(a×b)×c=a×(b×c)。
乘法分配律:一个数同两个数的和相乘,等于把这个数分别同这两个数相乘,再把积相加,即a×(b+c)=a×b+a×c。例如,5×(2+(-3))=5×2+5×(-3)=10-15=-5。
3. 有理数的除法法则:
除以一个不等于0的数,等于乘这个数的倒数。即a÷b=a×(b≠0)。例如,6÷2=6×=3,(-6)÷2=(-6)×=-3,,。
两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。0除以任何一个不等于0的数,都得0。例如,12÷4=3,(-12)÷(-4)=3,12÷(-4)=-3,(-12)÷4=-3,0÷(-5)=0。
4. 有理数乘除混合运算:可以先将除法转化为乘法,再按照乘法法则进行计算。例如,(-18)÷3×(-2)=(-18)××(-2)=(-6)×(-2)=12。
【清单07】有理数的乘方
1. 乘方的概念:求n个相同因数的积的运算,叫做乘方,乘方的结果叫做幂。在aⁿ中,a叫做底数,n叫做指数,aⁿ读作“a的n次方”或“a的n次幂”。例如,2⁵中,底数是2,指数是5,2⁵表示5个2相乘,即2×2×2×2×2=32。
2. 有理数乘方的符号法则:
正数的任何次幂都是正数。例如,3²=9,2³=8。
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数。例如,(-3)³=-27(指数3是奇数),(-3)²=9(指数2是偶数)。
0的任何正整数次幂都是0。例如,0⁴=0,0⁷=0。
3. 有理数的混合运算顺序:
先算乘方,再算乘除,最后算加减;
同级运算,从左到右依次进行;
如果有括号,先算括号里面的(按小括号、中括号、大括号的顺序依次计算)。例如,计算18-3×(-2)³+(-5),先算乘方:(-2)³=-8,然后算乘法:3×(-8)=-24,接着进行加减运算:18-(-24)+(-5)=18+24-5=37。
4. 科学记数法:把一个大于10的数表示成a×10ⁿ的形式(其中1≤a<10,n是正整数),这种记数方法叫做科学记数法。例如,1300000000可以表示为1.3×10⁹(因为1300000000=1.3×1000000000=1.3×10⁹)。确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的值与小数点移动的位数相同。当原数绝对值大于1时,n是正数。
【清单08】 近似数
1. 准确数与近似数的概念:与实际完全符合的数叫做准确数;与实际接近但存在一定偏差的数叫做近似数。例如,教室里有45名学生,这里的45是准确数;我国的人口约为14亿,这里的14亿是近似数。
2. 精确度:近似数与准确数的接近程度,可以用精确度来表示。一个近似数四舍五入到哪一位,就说这个近似数精确到哪一位。例如,近似数3.14精确到百分位(或精确到0.01),它表示实际值在3.135到3.145之间(包括3.135,不包括3.145);近似数1.8精确到十分位(或精确到0.1),表示实际值在1.75到1.85之间(包括1.75,不包括1.85)。
3. 按要求取近似数:根据题目要求的精确度,对一个数进行四舍五入取近似数。例如,将3.1415926精确到0.001,即保留三位小数,看小数点后第四位数字是5,根据四舍五入法,向前进1,所以3.1415926≈3.142;将2.718精确到个位,看十分位数字是7,向前进1,所以2.718≈3。
【题型一】最大、最小的数
【例1】下列各数中,最大的数是( )
A. B.0 C. D.1
【变式1-1】在,3.5,0,这四个数中,最大的数是( )
A. B.3.5 C.0 D.
【变式1-2】已知数表示的是的倒数,数表示的是最小的正整数,数表示的是的绝对值,则数,,的大小关系为 (用“>”符号连接)
【题型二】科学记数法与正反意义的量
【例2】2025年电影总票房破400亿元,暂居票房十强的都是清一色国产电影:哪吒之魔童闹海、唐探1900、南京照相馆、浪浪山小妖怪等等,其中哪吒之魔童闹海累计票房达154.5亿元,创造了新的票房纪录.其中数据154.5亿用科学记数法表示为( )
A. B. C. D.
【变式2-1】下列选项中,具有相反意义的量的是( )
A.气温上升了6摄氏度和水位下降了7米
B.水果店卖出10斤苹果和盈利20元
C.微信群抢红包收入20元与支出30元
D.小高向东行40米和向南行40米
【变式2-2】春节期间,电影《哪吒之魔童闹海》票房表现亮眼,截止到3月20日,累计票房已达 152亿元,将数据“152亿”用科学记数法表示为
【题型三】相反数、倒数、绝对值
【例3】的倒数是( )
A.2027 B. C. D.
【变式3-1】的相反数是( )
A. B. C. D.4
【变式3-2】的相反数是它本身,的相反数是最大的负整数,的绝对值等于2,则的值是 .
【题型四】数轴中的(比较大小)
【例4】如图,数轴上点A和点B分别表示数a和b,则下列式子正确的是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】实数a,b在数轴上的位置如图所示,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【变式4-2】比较大小: (填“”或“”).
【题型五】新定义运算
【例5】定义一种新运算符号“”,满足:,则的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.1
【变式5-1】现定义一种新运算:,如:,则等于( )
A.15 B. C.3 D.
【变式5-2】在有理数范围内,定义一种新运算“”:,例如:,则 .
【题型六】程序流程图
【例6】如图,是一个运算程序的示意图,若开始输入x的值为81,则第2025次输出的结果为( )
A.27 B.9 C.3 D.1
【变式6-1】如图所示,在这个数据运算程序中,若开始输入的x的值为2,第一次输出的结果是1,返回进行第二次运算则输出的是8,…,则第2025次输出的结果是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【变式6-2】按如图所示的流程图操作,若输入x的值是,则输出的结果是 .
【题型七】进制问题
【例7】区别于十进制,古巴比伦使用的是60进制,这与他们独特的计数方式有关.如图,右手4根手指的12个指关节表示1~12,左手的五根手指表示1~5倍.如:当古巴比伦人左手伸出1根手指,右手掐住第8指关节时,表示的十进制数字是;当左手伸出2根手指,右手掐住第10指关节时,表示的十进制数字是.若当其左手伸出4根手指,右手掐住第5指关节时,表示的十进制数字是( )
A.37 B.35 C.41 D.53
【变式7-1】如图,是我们列竖式进行十进制加法运算的过程,十进制运算要注意满十进一,而七进制加法运算要注意满七进一,则七进制下的( )
A. B. C. D.
【变式7-2】我们平常生活中用的是进制进行计算,如,在进行计算时两数最右边对齐,,满后留在最右边,向左进一,从而结果为;在计算减法时,最右边一位对齐,向左借位,借一得十,结果为17.在古代,有个部落采用的是五进制,满五进一.即当数字为时,记做,那么类比十进制的加减法,在计算时,它的结果为 (答案也记录为五进制).
【题型八】有理数的混合运算
【例8】计算:
(1)
(2)
【变式8-1】计算:
(1);
(2).
【变式8-2】计算:
(1)
(2)
(3)
【题型九】有理数的实际应用
【例9】随着网络时代的到来,很多农产品改变了原来的销售模式,实行了网上销售.小明把自家的冬枣产品放到了网上实行包邮销售,他原计划每天卖千克冬枣,但由于种种原因,实际每天的销量与计划量相比有出入,下表是某星期的销售情况(超额记为正,不足记为负,单位:千克).
星期
一
二
三
四
五
六
日
与计划量的差值
(1)根据记录的数据可知,销售量最多的一天比销售量最少的一天多销售 千克.
(2)本星期实际销量是否达到了计划销量?请说明理由.
(3)若每千克冬枣按元出售,每千克冬枣需要小明支付的平均运费是元,则小明本星期销售冬枣实际共得多少元?
【变式9-1】某检修小组乘汽车沿公路检修线路,约定前进为正,后退为负.某天自地出发到收工时所走路线(单位:千米)为:.
(1)收工时距地多远?
(2)若每千米路程耗油升,则从地出发到收工共耗油多少升?
【变式9-2】东北的冬天来的早,进入十一月份老百姓就开始准备冬菜,大白菜以汁白、味鲜甜、纤维少、营养丰富、产量高等特点而倍受老百姓的喜爱,小张种植了很多大白菜.计划每天销售100千克,但每天实际销售量与计划销售量相比有出入.若超过计划销售量记为正,不足计划销售量记为负.下表是小张第一周白菜的销售情况:
星期
一
二
三
四
五
六
日
白菜销售超过或不足计划量情况(单位:千克)
(1)小张第一周销售白菜最多的一天比最少的一天多销售多少千克?
(2)小张第一周白菜的平均每天销量是多少千克?
(3)若小张按2.5元/千克进行白菜销售,白菜的种植成本和运费等共计为1元/千克,则小张第一周销售白菜获利多少元?
【题型一】有理数的概念辨析
【例1】对于数2.4,,,,0,1,下列说法中正确的是( )
A.是负数但不是负整数 B.有理数有5个
C.非负数有3个 D.是以上数中最大的数
【变式1-1】下列说法正确的是()
A.所有的整数都是正数 B.是最大的负整数
C.0是最小的有理数 D.整数、0和分数统称为有理数
【变式1-2】列关于有理数的描述
①有限小数和无限循环小数都是有理数;②0是非负有理数;③0既不是正数,也不是负数,由此可知0不是有理数;④一个有理数如果不是整数,那么它一定是分数.其中正确的个数有 个.
【题型二】数轴上的点与数轴的对应关系
【例2】如图,将刻度尺放在数轴上,让和刻度线分别与数轴上表示2和4的两点重合对齐,则数轴上与刻度线对齐的点表示的数为( )
A. B. C.0 D.1
【变式2-1】如图,圆的周长为4个单位长度,在圆的四等分点处依次标上数字0,1,2,3,先让圆周上数字0所对应的点与数轴-2所对应的点重合,再让圆沿着数轴按顺时针方向滚动,那么数轴上的数将与圆周上的哪个数字重合( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【变式2-2】小明不慎将墨水滴在数轴上,根据图中的数值,被盖住的整数有 个.
【题型三】绝对值的性质应用
【例3】已知,且,则的值是( )
A.6或 B.6或 C.10或 D.6或10
【变式3-1】将3,4,5,6,7,8六个数随机分成两组,每组3个,分别用,,和,,表示,且,,设,则为( )
A.10 B.9 C.7或9 D.9或10
【变式3-2】已知,,并且,求 , .
【题型一】绝对值的最值问题
方法技巧
一、形如|x-a|的最值理解
1. 几何意义分析:|x-a|表示数轴上点x到点a的距离。在数轴上,点x可以任意移动,当x取遍所有有理数时,这个距离没有最大值(可以无限远),但有最小值0,此时x=a。
2. 代数角度验证:因为绝对值具有非负性,即|x-a|≥0,当且仅当x-a=0,即x=a时,等号成立,所以最小值为0,无最大值。
二、形如|x-a|+|x-b|(a < b)的最值求解
1. 几何模型构建:该式表示数轴上点x到点a和点b的距离之和。在数轴上,点a和点b固定且a在b左侧。
2. 分段讨论推理:
· 当x < a时,|x-a|+|x-b|=(a-x)+(b-x)=a+b-2x,随着x的减小,该式值增大,无最大值;
· 当a ≤ x ≤ b时,|x-a|+|x-b|=(x-a)+(b-x)=b-a,此时距离之和为定值b-a;
· 当x > b时,|x-a|+|x-b|=(x-a)+(x-b)=2x-(a+b),随着x的增大,该式值增大,无最大值。
3. 结论总结:当x在[a,b]之间(包括端点)时,原式取得最小值b-a,无最大值。
三、形如|x-a|-|x-b|(a < b)的最值探究
1. 几何意义解读:表示数轴上点x到点a的距离与到点b的距离之差。
2. 分类讨论分析:
· 当x ≤ a时,|x-a|-|x-b|=(a-x)-(b-x)=a-b,此时差值为定值a-b(因为a < b,所以a-b为负数);
· 当a < x < b时,|x-a|-|x-b|=(x-a)-(b-x)=2x-(a+b),x取值在(a,b)之间,所以2x取值在(2a,2b),2x-(a+b)取值在;
· 当x ≥ b时,|x-a|-|x-b|=(x-a)-(x-b)=b-a,此时差值为定值b-a(正数)。
3. 最值确定:综合可得,原式最大值为b-a,最小值为a-b。
四、含有多个绝对值相加的最值问题(以三个为例:|x-a|+|x-b|+|x-c|,a < b < c)
1. 逐步分析思路:先将前两个绝对值|x-a|+|x-c|看作一个整体,由前面结论可知,当x在[a,c]之间时,其最小值为c-a。此时原式变为(c-a)+|x-b|。
2. 进一步优化:要使(c-a)+|x-b|最小,需使|x-b|最小,因为|x-b|≥0,当x=b时,|x-b|=0。而b在[a,c]之间,满足前两个绝对值取最小值的条件。
3. 结论得出:当x=b时,原式取得最小值(c-a)+0=c-a,即三个点时,取中间点b,最小值为两端点距离c-a。
4. 推广规律:多个绝对值相加时,若有奇数个绝对值,取中间点对应的数时,原式取得最小值;若有偶数个绝对值,取中间两个点之间(包括端点)的任意数时,原式取得最小值,最小值为两端点距离之和(或通过具体计算得出)。
【例1】学了数轴都知道,在数轴上,表示数a到原点的距离,这是绝对值的几何意义.进一步地,数轴上两个点A、B,分别用a,b表示,那么A、B两点之间的距离为:.
利用此结论,回答以下问题:
(1)数轴上表示3和7的两点的距离是_________,
数轴上表示3和的两点的距离是_________,
数轴上表示和4的两点之间的距离是____________,
数轴上表示和的两点之间的距离是____________;
(2)写出时的取值范围是_______________;
(3)当的取值范围为多少时,有最小值?并求出最小值.
【变式1—1】阅读下面材料:如图,点A、B在数轴上分别表示有理数a,b,则A、B两点之间的距离可以表示为.
根据阅读材料与你的理解回答下列问题:
(1)数轴上表示8与-2的两点之间的距离是 ;
(2)若,则 ;若,则 ;
(3)表示数轴上有理数x所对的点到1和-3所对的两点距离之和,请你利用数轴,写出所有符合条件的整数x,使得.
(4)若x表示一个有理数,则有最小值吗?若有,请直接写出最小值.若没有,说出理由.
【变式1—2】我国著名数学家华罗庚说过“数缺形时少直观,形少数时难入微”,数形结合是解决数学问题的重要思想方法.
【知识储备】同学们都知道,表示5与2的差的绝对值,实际上也可理解为5与2两数在数轴上所对应的两点之间的距离(如图).
请你利用数形结合的思想探究下列问题:
【探究规律】
(1)求代数式的最小值;
(2)代数式的最小值为_____________;
(3)代数式的最小值为_____________.
【题型二】绝对值化简与分类讨论
方法技巧
一、绝对值的代数意义与核心化简法则
绝对值的本质是表示数轴上某点到原点的距离,具有非负性(即|a|≥0)。其代数定义为:
1. 当a>0时,|a|=a(正数的绝对值是它本身)
2. 当a=0时,|a|=0(零的绝对值是零)
3. 当a<0时,|a|=-a(负数的绝对值是它的相反数)
核心法则:去绝对值符号前必须判断绝对值内代数式的符号,再根据定义去掉绝对值符号。
二、绝对值化简的基本步骤
1. 定零点:令绝对值内的代数式等于0,求解得到的x值称为"零点"(使绝对值内式子为0的未知数的值)
2. 分区间:将零点在数轴上标注,把数轴分成若干个区间(区间数量=零点个数+1)
3. 判正负:在每个区间内,判断绝对值内代数式的正负性(可代入区间内任意具体数值辅助判断)
4. 去符号:根据代数定义去掉绝对值符号,正数和零直接去掉,负数去掉绝对值后变为其相反数
5. 合并同类项:对去绝对值后的式子进行化简,整理成最简形式
三、单重绝对值化简的分类讨论模型
类型1:含一个绝对值的整式化简
示例:化简|x-3|
· 定零点:x-3=0 → x=3
· 分区间:①x<3;②x=3;③x>3
· 分类讨论:
· 当x<3时,x-3<0,原式=-(x-3)=-x+3
· 当x=3时,x-3=0,原式=0
· 当x>3时,x-3>0,原式=x-3
类型2:含两个绝对值的整式化简
示例:化简|x+1|+|x-2|
· 定零点:x+1=0→x=-1;x-2=0→x=2
· 分区间:①x<-1;②-1≤x≤2;③x>2
· 分类讨论:
· 当x<-1时,x+1<0且x-2<0,原式=-(x+1)-(x-2)=-2x+1
· 当-1≤x≤2时,x+1≥0且x-2≤0,原式=(x+1)-(x-2)=3
· 当x>2时,x+1>0且x-2>0,原式=(x+1)+(x-2)=2x-1
四、多重绝对值化简的处理策略
1. 从内向外逐层去绝对值:先处理内层绝对值,再处理外层绝对值,每一层都需进行分类讨论
2. 利用整体代换思想:将内层绝对值的化简结果视为整体,再对外部绝对值进行讨论
示例:化简| |x-1| - 2 |
· 先令y=|x-1|,转化为|y-2|的化简
· 内层化简|x-1|得:
· 当x<1时,y=1-x;当x≥1时,y=x-1
· 外层化简|y-2|:
· 当x<1时,y=1-x,再分1-x<2(x>-1)和1-x≥2(x≤-1)
· x≤-1时,原式=|(1-x)-2|=|-x-1|=-x-1
· -1<x<1时,原式=|(1-x)-2|=| -x-1 |=x+1
· 当x≥1时,y=x-1,再分x-1<2(x<3)和x-1≥2(x≥3)
· 1≤x<3时,原式=|(x-1)-2|=|x-3|=3-x
· x≥3时,原式=|(x-1)-2|=x-3
五、含字母系数的绝对值化简技巧
关键要点:
1. 明确字母的取值范围(题目给定或隐含条件)
2. 区分"常数项"与"变量项"的符号判断
3. 利用数轴辅助分析多个字母的大小关系
示例:已知a<0<b,化简|a-b|+|ab|
· 符号判断:a-b<0(负数减正数),ab<0(异号相乘)
· 化简过程:原式=-(a-b)+(-ab)=-a+b-ab
【例2】已知有理数、满足,,且,求的值.
【变式2—1】已知:,,…,都是不等于的有理数,请你探究以下问题:
(1)若,则共有______个不同的值,它们分别是______;
(2)若,则共有______个不同的值,它们分别是______;
(3)若,则共有______个不同的值,它们分别是______;
(4)若,求的值;
(5)由以上探究可知,,
则共有______个不同的值,它们分别是______;
在这些不同的值中,最大的值和最小的值的差等于______,
的这些所有的不同的值的绝对值的和等于______.
【变式2—2】(1)根据是非负数,且非负数中最小的数是0,解答下列问题.
①x满足______时,式子的值最______,为______;
②x满足______时,式子的值最______,为______;
(2)已知若,则,即,若,则,即,如果x、y、z是有理数,且,时,直接写出的值为______.
【题型三】数轴动点求t
方法技巧
一、核心步骤解析
1. 设点表示
· 设动点起始位置对应的数为a,运动速度为v(单位长度/单位时间),运动时间为t,则运动后点表示的数为:
· 向右运动:
· 向左运动:
· 关键:明确方向对符号的影响,速度与时间的乘积需带单位(如“个单位长度”)。
2. 列等量关系
· 根据题目条件(如两点距离、中点、相遇、追击等)建立方程:
· 距离公式:若两点表示的数为、,则距离(d为已知距离)。
· 中点公式:两点中点表示的数为,若与某定点重合,可列等式。
· 相遇/追击:两点表示的数相等(相遇)或距离为定值(追击)。
3. 解方程求t
· 去绝对值时需分情况讨论(如或),避免漏解。
· 验证解的合理性:t必须为非负数(时间不能为负),且结果需符合数轴范围(如点不能超出给定线段)。
二、典型题型与技巧
1. 单点运动求位置
· 例:点A从表示-3的点出发,以2个单位/秒向右运动,求t秒后点A表示的数。
· 解:直接套用公式 ( -3 + 2t )。
2. 两点距离问题
· 例:点P从1出发向左运动(速度1单位/秒),点Q从-5出发向右运动(速度3单位/秒),几秒后PQ=4?
· 步骤:
① 设t秒后,P:( 1 - t ),Q:( -5 + 3t );
② 列方程 → ;
③ 分情况:( 6 - 4t = 4 )(t=0.5)或 ( 6 - 4t = -4 )(t=2.5);
④ 验证:t=0.5和2.5均非负,均符合题意。
3. 中点问题
· 例:点M从原点出发向右运动(速度2单位/秒),点N从4出发向左运动(速度1单位/秒),t为何值时,MN中点为1?
· 步骤:
① M:( 2t ),N:( 4 - t );
② 中点公式:→ ( t + 4 = 2 ) → ( t = -2 )(舍去,时间不能为负),故无解。
4. 相遇与追击
· 相遇:两点表示的数相等 →;
· 追击:快者追上慢者时,两点重合(如同向运动)。
【例3】在数轴上点表示的数为,点表示的数为,点到点的距离记为.我们规定:的大小用位于右边的点表示的数减去左边的点表示的数表示,即.请用上面的知识解答下面的问题:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数,是最小的正整数,且满足.
(1)求出的值.
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与表示数____________的点重合;若此数轴上、两点之间的距离为2025(在的左侧),且当点与点重合时,点与点也恰好重合,则点表示的数是____________.
(3)点和点分别以每秒2个单位长度和4个单位长度的速度向右运动,点从出发以每秒1个单位长度的速度运动,假设秒钟过后,请问:是否存在常数,使的值为定值?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【变式3—1】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.
【变式3—2】如图将一条数轴在原点 ,点 ,点 ,点处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点 表示 ,点表示 ,点表示,点表示,点 表示 ,我们称点 和点 在数轴上相距 个长度单位.动点从点出发,以单位/秒的速度沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点 从点 出发,以 单位/秒的速度沿着数轴的负方向运动,两点上坡时速度均变为初始速度的一半,下坡时速度均变为初始速度的两倍,平地则保持初始速度不变.当点 运动至点 时则两点停止运动,设运动的时间为 秒.问:
(1)动点 从点 运动至 点需要 秒,此时点 对应的点是 .
(2), 两点在点 处相遇,求出相遇点 所对应的数是多少?
(3)求当 为何值时,, 两点在数轴上相距的长度与 , 两点在数轴上相距的长度相等.
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专题01 有理数(8知识&9题型&3易错&3方法清单)
【清单01】正数与负数
1. 正数:像+3、+1.5、+这样大于0的数叫做正数,“+”号通常可以省略不写。
2. 负数:像-3、-1.5、-这样在正数前面加上“-”号的数叫做负数,“-”号不能省略。
3. 0的意义:0既不是正数,也不是负数,它是正数和负数的分界点。0还可以表示一个具体的数量,如0℃表示一个特定的温度。
4. 相反意义的量:在生活和生产中,存在着大量具有相反意义的量,如收入与支出、上升与下降、向东与向西等。对于具有相反意义的量,我们可以用正数和负数来表示其中一种意义的量,另一种意义的量用负数表示。例如,规定向东为正,那么向西就为负;规定收入为正,那么支出就为负。
【清单02】有理数
1. 有理数的概念:整数和分数统称为有理数。
2. 整数的分类:整数包括正整数、0和负整数。例如,1、2、3等是正整数;-1、-2、-3等是负整数。
3. 分数的分类:分数包括正分数和负分数。正分数如、3.5(可化为)等;负分数如-、-2.2(可化为-)等。
【清单03】数轴
1. 数轴的定义:规定了原点、正方向和单位长度的直线叫做数轴。
2. 数轴的三要素:原点(表示数0的点)、正方向(通常规定向右为正方向)和单位长度(数轴上相邻两个刻度之间的距离,其长度可根据实际情况任意选取,但同一数轴上的单位长度必须统一)。
3. 数轴与有理数的关系:任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示;反过来,数轴上的点不一定都表示有理数,还可以表示无理数。
4. 利用数轴比较有理数的大小:在数轴上,右边的点所表示的数总比左边的点所表示的数大。因此,正数都大于0,负数都小于0,正数大于一切负数。
【清单04】绝对值与相反数
1. 相反数的概念:像2和-2、和-这样,只有符号不同的两个数互为相反数。0的相反数是0。
2. 相反数的几何意义:在数轴上,表示互为相反数的两个点(0除外)分别位于原点的两侧,并且到原点的距离相等。
3. 绝对值的定义:数轴上表示一个数的点与原点的距离叫做这个数的绝对值,记作|a|。
4. 绝对值的性质:
正数的绝对值是它本身,即当a>0时,|a|=a;
负数的绝对值是它的相反数,即当a<0时,|a|=-a;
0的绝对值是0,即当a=0时,|a|=0。
所以,任何一个数的绝对值都是非负数,即|a|≥0。
5. 利用绝对值比较两个负数的大小:两个负数比较大小,绝对值大的反而小。例如,比较-3和-5的大小,因为|-3|=3,|-5|=5,3<5,所以-3>-5。
【清单05】有理数的加法与减法
1. 有理数的加法法则:
同号两数相加,取相同的符号,并把绝对值相加。例如,(+5)+(+3)=+(5+3)=8,(-5)+(-3)=-(5+3)=-8。
异号两数相加,绝对值相等时和为0;绝对值不等时,取绝对值较大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值。例如,(+5)+(-5)=0,(+5)+(-3)=+(5-3)=2,(-5)+(+3)=-(5-3)=-2。
一个数同0相加,仍得这个数。例如,0+(-8)=-8,5+0=5。
2. 有理数加法的运算律:
加法交换律:两个数相加,交换加数的位置,和不变,即a+b=b+a。
加法结合律:三个数相加,先把前两个数相加,或者先把后两个数相加,和不变,即(a+b)+c=a+(b+c)。利用加法运算律可以使一些加法运算简便,例如,计算(+15)+(-20)+(+25)+(-30),可以利用加法交换律和结合律将其变形为[(+15)+(+25)]+[(-20)+(-30)]=(40)+(-50)=-10。
3. 有理数的减法法则:减去一个数,等于加上这个数的相反数,即a-b=a+(-b)。例如,5-3=5+(-3)=2,5-(-3)=5+3=8,-5-3=-5+(-3)=-8。
4. 有理数加减混合运算:可以利用减法法则将加减混合运算统一成加法运算,写成省略加号和括号的形式,再进行计算。例如,(-8)-(-10)+(-6)-(+4)可以转化为(-8)+(+10)+(-6)+(-4),进一步写成-8+10-6-4,然后按照从左到右的顺序计算:-8+10=2,2-6=-4,-4-4=-8。
【清单06】 有理数的乘法与除法
1. 有理数的乘法法则:
两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。例如,(+3)×(+4)=12,(-3)×(-4)=12,(+3)×(-4)=-12,(-3)×(+4)=-12。
任何数同0相乘,都得0。例如,0×(-5)=0,7×0=0。
几个不是0的数相乘,负因数的个数是偶数时,积是正数;负因数的个数是奇数时,积是负数,并把绝对值相乘。例如,(-2)×(-3)×(-4)=-(2×3×4)=-24(负因数个数为3,奇数),(-2)×(-3)×4=24(负因数个数为2,偶数)。
2. 有理数乘法的运算律:
乘法交换律:两个数相乘,交换因数的位置,积相等,即a×b=b×a。
乘法结合律:三个数相乘,先把前两个数相乘,或者先把后两个数相乘,积相等,即(a×b)×c=a×(b×c)。
乘法分配律:一个数同两个数的和相乘,等于把这个数分别同这两个数相乘,再把积相加,即a×(b+c)=a×b+a×c。例如,5×(2+(-3))=5×2+5×(-3)=10-15=-5。
3. 有理数的除法法则:
除以一个不等于0的数,等于乘这个数的倒数。即a÷b=a×(b≠0)。例如,6÷2=6×=3,(-6)÷2=(-6)×=-3,,。
两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。0除以任何一个不等于0的数,都得0。例如,12÷4=3,(-12)÷(-4)=3,12÷(-4)=-3,(-12)÷4=-3,0÷(-5)=0。
4. 有理数乘除混合运算:可以先将除法转化为乘法,再按照乘法法则进行计算。例如,(-18)÷3×(-2)=(-18)××(-2)=(-6)×(-2)=12。
【清单07】有理数的乘方
1. 乘方的概念:求n个相同因数的积的运算,叫做乘方,乘方的结果叫做幂。在aⁿ中,a叫做底数,n叫做指数,aⁿ读作“a的n次方”或“a的n次幂”。例如,2⁵中,底数是2,指数是5,2⁵表示5个2相乘,即2×2×2×2×2=32。
2. 有理数乘方的符号法则:
正数的任何次幂都是正数。例如,3²=9,2³=8。
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数。例如,(-3)³=-27(指数3是奇数),(-3)²=9(指数2是偶数)。
0的任何正整数次幂都是0。例如,0⁴=0,0⁷=0。
3. 有理数的混合运算顺序:
先算乘方,再算乘除,最后算加减;
同级运算,从左到右依次进行;
如果有括号,先算括号里面的(按小括号、中括号、大括号的顺序依次计算)。例如,计算18-3×(-2)³+(-5),先算乘方:(-2)³=-8,然后算乘法:3×(-8)=-24,接着进行加减运算:18-(-24)+(-5)=18+24-5=37。
4. 科学记数法:把一个大于10的数表示成a×10ⁿ的形式(其中1≤a<10,n是正整数),这种记数方法叫做科学记数法。例如,1300000000可以表示为1.3×10⁹(因为1300000000=1.3×1000000000=1.3×10⁹)。确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的值与小数点移动的位数相同。当原数绝对值大于1时,n是正数。
【清单08】 近似数
1. 准确数与近似数的概念:与实际完全符合的数叫做准确数;与实际接近但存在一定偏差的数叫做近似数。例如,教室里有45名学生,这里的45是准确数;我国的人口约为14亿,这里的14亿是近似数。
2. 精确度:近似数与准确数的接近程度,可以用精确度来表示。一个近似数四舍五入到哪一位,就说这个近似数精确到哪一位。例如,近似数3.14精确到百分位(或精确到0.01),它表示实际值在3.135到3.145之间(包括3.135,不包括3.145);近似数1.8精确到十分位(或精确到0.1),表示实际值在1.75到1.85之间(包括1.75,不包括1.85)。
3. 按要求取近似数:根据题目要求的精确度,对一个数进行四舍五入取近似数。例如,将3.1415926精确到0.001,即保留三位小数,看小数点后第四位数字是5,根据四舍五入法,向前进1,所以3.1415926≈3.142;将2.718精确到个位,看十分位数字是7,向前进1,所以2.718≈3。
【题型一】最大、最小的数
【例1】下列各数中,最大的数是( )
A. B.0 C. D.1
【答案】D
【分析】本题考查了有理数比大小,正确的比较大小是解题的关键.
根据有理数的大小关系进行判断.
【详解】解:∵,
∴最大的数为:,
故选:D.
【变式1-1】在,3.5,0,这四个数中,最大的数是( )
A. B.3.5 C.0 D.
【答案】B
【分析】本题考查的是有理数的大小比较.掌握绝对值定义,有理数的大小比较法则,是解题的关键.
根据绝对值定义,有理数的大小比较法则解答.
【详解】解:∵,且,
∴.
最大的数是.
故选:B.
【变式1-2】已知数表示的是的倒数,数表示的是最小的正整数,数表示的是的绝对值,则数,,的大小关系为 (用“>”符号连接)
【答案】
【分析】本题考查了整数、绝对值、倒数、有理数大小比较.先分别求出,,,然后比较三者的大小关系.
【详解】解:∵数表示的是的倒数,数表示的是最小的正整数,数表示的是的绝对值,
∴,,,
∵,
∴,
故答案为:.
【题型二】科学记数法与正反意义的量
【例2】2025年电影总票房破400亿元,暂居票房十强的都是清一色国产电影:哪吒之魔童闹海、唐探1900、南京照相馆、浪浪山小妖怪等等,其中哪吒之魔童闹海累计票房达154.5亿元,创造了新的票房纪录.其中数据154.5亿用科学记数法表示为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】本题考查用科学记数法表示较大的数,一般形式为,其中,n可以用整数位数减去1来确定.用科学记数法表示数,一定要注意a的形式,以及指数n的确定方法.科学记数法的表示形式为的形式,其中,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值大于10时,n是正数;当原数的绝对值小于1时,n是负数.
【分析】解:亿.
故选:C.
【变式2-1】下列选项中,具有相反意义的量的是( )
A.气温上升了6摄氏度和水位下降了7米
B.水果店卖出10斤苹果和盈利20元
C.微信群抢红包收入20元与支出30元
D.小高向东行40米和向南行40米
【答案】C
【分析】本题考查了对正负数概念的理解,关键明确正负数是表示一对意义相反的量.
根据相反意义的量的概念,逐项判断分析即可解题.
【详解】解:A.不是一对具有相反意义的量,不符合题意;
B.不是一对具有相反意义的量,不符合题意;
C.是一对具有相反意义的量,符合题意;
D.不是一对具有相反意义的量,不符合题意;
故选:C.
【变式2-2】春节期间,电影《哪吒之魔童闹海》票房表现亮眼,截止到3月20日,累计票房已达 152亿元,将数据“152亿”用科学记数法表示为
【答案】
【分析】本题考查了用科学记数法表示较大的数,熟记科学记数法的表示方法是解题的关键.将“152亿”转换为具体数值,再根据科学记数法的定义,表示为 的形式,其中 , 为整数.
【详解】解:152亿 .
故答案为 .
【题型三】相反数、倒数、绝对值
【例3】的倒数是( )
A.2027 B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查倒数的定义,熟练掌握倒数定义是问题求解的关键.
根据倒数的定义,互为倒数的两个数的乘积为,可完成求解.
【详解】解:由,可得.
故选:B.
【变式3-1】的相反数是( )
A. B. C. D.4
【答案】B
【分析】本题考查相反数的定义.根据相反数的定义,一个数的相反数是符号不同的数,解答即可.
【详解】解:∵ 相反数的定义是:数的相反数为,
∴ ,
∴的相反数是,
故选:B.
【变式3-2】的相反数是它本身,的相反数是最大的负整数,的绝对值等于2,则的值是 .
【答案】或1
【分析】此题考查了相反数的定义,负整数的定义,绝对值的定义,有理数的减法运算.
利用相反数的定义,最大的负整数为,它的相反数为1,绝对值等于2的数是2或,求出a、b、c的值,代入原式计算即可得到结果;
【详解】解:根据题意得,,或,
当时,,
当时,,
故的值是:或1,
故答案为:或1.
【题型四】数轴中的(比较大小)
【例4】如图,数轴上点A和点B分别表示数a和b,则下列式子正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题主要考查了数轴以及有理数混合运算等知识,正确掌握运算法则是解题关键.
利用的位置,进而得出:,即可分析得出答案.
【详解】解:根据题意可得:,故选项A错误;
,故选项B正确;
,故选项C错误;
异号,,故选项D错误;
故选:B.
【变式4-1】实数a,b在数轴上的位置如图所示,则下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了实数与数轴,弄清题中数轴上a与b表示点的位置是解本题的关键.
根据、的位置,,,即可作出判断.
【详解】解:根据数轴上的位置,可得,,
,,
故选:C.
【变式4-2】比较大小: (填“”或“”).
【答案】
【分析】本题考查有理数的大小比较,先分别求出两个数的绝对值,然后进行比较即可.解题的关键是掌握:比较两个负数的大小,先比较它们的绝对值,绝对值较大的负数反而较小.
【详解】解:∵,,且,
∴.
故答案为:.
【题型五】新定义运算
【例5】定义一种新运算符号“”,满足:,则的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.1
【答案】D
【分析】本题主要考查了新定义下的有理数的混合运算,求一个数的绝对值,解题的关键是掌握新定义法则.
根据新运算“Θ”的定义,先计算内部运算,再计算结果.
【详解】解:∵,
∴ ,
∴ ,
故选:D.
【变式5-1】现定义一种新运算:,如:,则等于( )
A.15 B. C.3 D.
【答案】A
【分析】此题考查了新定义,以及有理数的混合运算,弄清题中的新定义是解本题的关键.
根据新运算的定义,先计算括号内的运算,再计算括号外的即可.
【详解】解:∵ ,
∴ ,
∴ .
故选:A.
【变式5-2】在有理数范围内,定义一种新运算“”:,例如:,则 .
【答案】
【分析】本题考查定义新运算,有理数的混合运算,熟练掌握新运算的法则是解题的关键,根据新运算的法则列式计算即可.
【详解】解:
.
故答案为:.
【题型六】程序流程图
【例6】如图,是一个运算程序的示意图,若开始输入x的值为81,则第2025次输出的结果为( )
A.27 B.9 C.3 D.1
【答案】C
【分析】本题考查了程序图的计算,数字的变化规律.
根据程序图计算出部分数值,找出变化规律,再根据规律解答问题即可.
【详解】解:第一次输出为:;
第二次输出为:;
第三次输出为:;
第四次输出为:;
第五次输出为:;
第六次输出为:;
第七次输出为:;
……,
从第二次输出开始以9,3,1循环,
,
∴第2025次输出结果为3.
故选:C.
【变式6-1】如图所示,在这个数据运算程序中,若开始输入的x的值为2,第一次输出的结果是1,返回进行第二次运算则输出的是8,…,则第2025次输出的结果是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【答案】A
【分析】本题考查了程序图与有理数计算的规律性问题.先根据数据运算程序计算出前几次的输出结果,再归纳类推出一般规律,由此即可得.
【详解】解:第1次运算输出的结果为,
第2次运算输出的结果为,
第3次运算输出的结果为,
第4次运算输出的结果为,
第5次运算输出的结果为,
第6次运算输出的结果为,
第7次运算输出的结果为,
第8次运算输出的结果为,
归纳类推得:运算结果以1、8、4、2为周期,每4次循环一次,
,余数为1,
所以第2025次运算输出的结果与第1次输出的结果相同,
即为1,
故选:A.
【变式6-2】按如图所示的流程图操作,若输入x的值是,则输出的结果是 .
【答案】49
【分析】本题考查程序流程图与有理数计算,根据流程图,列出算式,进行计算,直至结果大于5即可.
【详解】解:输入的x的值是,
则,返回继续运算;
,输出结果;
故答案为:
【题型七】进制问题
【例7】区别于十进制,古巴比伦使用的是60进制,这与他们独特的计数方式有关.如图,右手4根手指的12个指关节表示1~12,左手的五根手指表示1~5倍.如:当古巴比伦人左手伸出1根手指,右手掐住第8指关节时,表示的十进制数字是;当左手伸出2根手指,右手掐住第10指关节时,表示的十进制数字是.若当其左手伸出4根手指,右手掐住第5指关节时,表示的十进制数字是( )
A.37 B.35 C.41 D.53
【答案】D
【分析】主要考查了有理数的四则混合计算,根据题意用左手的手指数乘以12加上右手的关节数字即可得到答案.
【详解】解:,
故选:D.
【变式7-1】如图,是我们列竖式进行十进制加法运算的过程,十进制运算要注意满十进一,而七进制加法运算要注意满七进一,则七进制下的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查的是新定义运算,根据七进制加法运算满七进一的法则计算即可.
【详解】解:.
故选:D
【变式7-2】我们平常生活中用的是进制进行计算,如,在进行计算时两数最右边对齐,,满后留在最右边,向左进一,从而结果为;在计算减法时,最右边一位对齐,向左借位,借一得十,结果为17.在古代,有个部落采用的是五进制,满五进一.即当数字为时,记做,那么类比十进制的加减法,在计算时,它的结果为 (答案也记录为五进制).
【答案】
【分析】本题考查进制运算,读懂题意,理解进制运算方法是解决问题的关键.
直接进行五进制减法运算,从右向左逐位相减,需要借位时借一当五,即可得到答案.
【详解】解:由阅读材料中的方法可知,,
故答案为:.
【题型八】有理数的混合运算
【例8】计算:
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查有理数的混合运算.熟练掌握相关运算法则和运算顺序,正确的计算是解题的关键.
(1)先算绝对值,去括号,最后算加减;
(2)先进行乘方运算,再去括号,再进行乘法运算,最后算加减.
【详解】(1)解:原式.
(2)解:原式.
【变式8-1】计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)0
【分析】本题考查了有理数的混合运算.
(1)根据乘法分配律计算,再计算加法即可;
(2)先计算乘方,绝对值,再计算乘除,最后计算加减即可.
【详解】(1)解:
(2)解:
【变式8-2】计算:
(1)
(2)
(3)
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了有理数的混合运算,熟练掌握有理数的运算顺序和运算法则是解题的关键.
(1)根据有理数的加法法则计算;
(2)根据乘法分配律计算;
(3)先算乘方,同时去掉绝对值,再算乘除,最后算加减.
【详解】(1)解:原式
;
(2)解:原式
;
(3)解:原式
.
【题型九】有理数的实际应用
【例9】随着网络时代的到来,很多农产品改变了原来的销售模式,实行了网上销售.小明把自家的冬枣产品放到了网上实行包邮销售,他原计划每天卖千克冬枣,但由于种种原因,实际每天的销量与计划量相比有出入,下表是某星期的销售情况(超额记为正,不足记为负,单位:千克).
星期
一
二
三
四
五
六
日
与计划量的差值
(1)根据记录的数据可知,销售量最多的一天比销售量最少的一天多销售 千克.
(2)本星期实际销量是否达到了计划销量?请说明理由.
(3)若每千克冬枣按元出售,每千克冬枣需要小明支付的平均运费是元,则小明本星期销售冬枣实际共得多少元?
【答案】(1)
(2)达到了计划销量,理由见解析
(3)元
【分析】()用最大数减去最小数即可求解;
()把所有数相加求出结果,再根据正负数的意义即可判断求解;
()根据题意求出总销售量,再乘以每千克收入即可求解;
本题考查了正负数的实际应用,有理数加减和混合运算的实际应用,理解题意是解题的关键.
【详解】(1)解:∵(千克),
∴销售量最多的一天比销售量最少的一天多销售千克,
故答案为:;
(2)解:本星期实际销量达到了计划销量,理由如下:
∵(千克),
∴本星期实际销量达到并超过了计划销量;
(3)解:(元),
答:小明本星期销售冬枣实际共得元.
【变式9-1】某检修小组乘汽车沿公路检修线路,约定前进为正,后退为负.某天自地出发到收工时所走路线(单位:千米)为:.
(1)收工时距地多远?
(2)若每千米路程耗油升,则从地出发到收工共耗油多少升?
【答案】(1)收工时距地36千米
(2)从地出发到收工共耗油升
【分析】本题考查了有理数混合运算的应用,熟练掌握有理数的混合运算法则是解题的关键.
(1)把记录的数据相加,根据结果可得答案.
(2)计算各里程的绝对值的和,再乘以单位耗油量即可.
【详解】(1)解:(千米).
答:收工时距地36千米.
(2)解:由题意得
(升).
答:从地出发到收工共耗油升.
【变式9-2】东北的冬天来的早,进入十一月份老百姓就开始准备冬菜,大白菜以汁白、味鲜甜、纤维少、营养丰富、产量高等特点而倍受老百姓的喜爱,小张种植了很多大白菜.计划每天销售100千克,但每天实际销售量与计划销售量相比有出入.若超过计划销售量记为正,不足计划销售量记为负.下表是小张第一周白菜的销售情况:
星期
一
二
三
四
五
六
日
白菜销售超过或不足计划量情况(单位:千克)
(1)小张第一周销售白菜最多的一天比最少的一天多销售多少千克?
(2)小张第一周白菜的平均每天销量是多少千克?
(3)若小张按2.5元/千克进行白菜销售,白菜的种植成本和运费等共计为1元/千克,则小张第一周销售白菜获利多少元?
【答案】(1)31
(2)105
(3)1102.5
【分析】本题主要考查了有理数的四则混合计算的实际应用,有理数减法的实际应用,正负数的实际应用,正确理解题意是解题的关键.
(1)由题意得,星期六的销售量最多,星期四的销售量最少,据此列式求解即可;
(2)将表格中七天的超过或不足计划量求和后除以7,再加上100即可得到答案;
(3)根据(2)所求求出这七天的总销售量,再乘以每千克的利润即可得到答案.
【详解】(1)解:由题意得,星期六的销售量最多,星期四的销售量最少,据此列式可得:
,
答:小张第一周销售白菜最多的一天比最少的一天多销售31千克;
(2)解:
,
答:小张第一周白菜的平均每天销量是105千克;
(3)解:
元,
答:小张第一周销售白菜获利1102.5元.
【题型一】有理数的概念辨析
【例1】对于数2.4,,,,0,1,下列说法中正确的是( )
A.是负数但不是负整数 B.有理数有5个
C.非负数有3个 D.是以上数中最大的数
【答案】A
【详解】本题考查有理数的概念与分类,包括负数、负整数、非负数的定义,以及有理数的大小比较.通过直接验证每个选项即可得出答案.
【分析】解:∵在数2.4,,,, 0, 1中,
是负数,但不是整数,故不是负整数,故A正确;
所有数都是有理数,共6个,故B错误;
非负数有2.4,,0,1,共4个,故C错误;
是负数,小于其他正数,故不是最大的数,故D错误,
故选:A.
【变式1-1】下列说法正确的是()
A.所有的整数都是正数 B.是最大的负整数
C.0是最小的有理数 D.整数、0和分数统称为有理数
【答案】B
【分析】本题考查有理数的基本概念,需熟练掌握整数的分类和有理数的定义.
根据有理数的定义和性质,逐一判断选项的正误.
【详解】解:∵整数包括正整数、负整数和0,故A错误;
∵是最大的负整数,故B正确;
∵有理数包括负数,负数小于0,故C错误;
∵有理数是整数和分数的统称,整数已包含0,故D错误.
故选:B.
【变式1-2】列关于有理数的描述
①有限小数和无限循环小数都是有理数;②0是非负有理数;③0既不是正数,也不是负数,由此可知0不是有理数;④一个有理数如果不是整数,那么它一定是分数.其中正确的个数有 个.
【答案】3
【分析】本题主要考查了有理数的定义,0的意义,有理数分为正有理数,0和负有理数,有理数又分为整数和分数,0既不是正数,也不是负数,据此逐一判断即可.
【详解】解:①有限小数和无限循环小数都是有理数,原说法正确;
②0是非负有理数,原说法正确;
③0既不是正数,也不是负数,但0是有理数,原说法错误;
④一个有理数如果不是整数,那么它一定是分数,原说法正确.
∴说法正确的有①②④,共3个,
故答案为:3.
【题型二】数轴上的点与数轴的对应关系
【例2】如图,将刻度尺放在数轴上,让和刻度线分别与数轴上表示2和4的两点重合对齐,则数轴上与刻度线对齐的点表示的数为( )
A. B. C.0 D.1
【答案】B
【分析】本题考查在数轴上表示有理数,关键是掌握数轴的三要素.由数轴的概念即可求解.
【详解】解:∵和刻度分别与数轴上表示和的两点对齐,
∴数轴的单位长度是,
∴原点对应的刻度,
∴数轴上与刻度线对齐的点表示的数是,
故选:B.
【变式2-1】如图,圆的周长为4个单位长度,在圆的四等分点处依次标上数字0,1,2,3,先让圆周上数字0所对应的点与数轴-2所对应的点重合,再让圆沿着数轴按顺时针方向滚动,那么数轴上的数将与圆周上的哪个数字重合( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【分析】此题综合考查了数轴、循环的有关知识,关键是把数和点对应起来,也就是把“数”和“形”结合起来.
圆在旋转的过程中,圆上的四个数,每旋转一周即循环一次,则根据规律即可解答.
【详解】解:圆在旋转的过程中,圆上的四个数,每旋转一周即循环一次,
则与圆周上的0重合的数是,,…,即,
同理与3重合的数是:,
与2重合的数是,
与1重合的数是,其中n是正整数.
而,
∴数轴上的数将与圆周上的数字2重合.
故选:C.
【变式2-2】小明不慎将墨水滴在数轴上,根据图中的数值,被盖住的整数有 个.
【答案】
【分析】本题考查了数轴,通过数轴上的标记,确定墨迹覆盖的整数范围,然后计算这些整数的总数.
【详解】解:由图可知,墨迹覆盖的范围是:到之间和到之间,
所以整数有:,
一共有个.
故答案为:.
【题型三】绝对值的性质应用
【例3】已知,且,则的值是( )
A.6或 B.6或 C.10或 D.6或10
【答案】C
【分析】本题考查了绝对值,熟练掌握绝对值的化简是解题的关键.
先根据,得到p与q的值,然后结合,选取满足条件的p,q的值,分别计算的值即可.
【详解】解:∵,
∴,
又∵,
∴或,
∴当时,;
当时,;
∴的值为10或.
故选:C.
【变式3-1】将3,4,5,6,7,8六个数随机分成两组,每组3个,分别用,,和,,表示,且,,设,则为( )
A.10 B.9 C.7或9 D.9或10
【答案】B
【分析】本题考查绝对值的性质,解题的关键是学会用分类讨论的思想解决问题.分种情况讨论,再进行计算求值;每种情况交换两组数,m的值仍不变,由此即可确定答案.
【详解】解:若取6,7,8,取5,4,3,
∴;
若取5,6,7;取8,4,3,
∴;
若取4,5,6;取8,7,3,
∴;
若取3,4,6;取8,7,5,
∴;
若取3,4,7;取8,6,5,
∴;
若取4,7,8;取6,5,3,
∴;
若取3,5,8;取7,6,4,
∴;
若取3,6,8;取7,5,4,
∴;
若取4,6,8;取7,5,3,
∴;
若取4,5,8;取7,6,3,
∴;
以上每种情况交换两组数,即,,分别变为,,;,,分别变为,,,则,结果不变;如取4,5,8;取7,6,3,交换两组数,即取3,6,7;取8,5,4,此时;
综上所述,m为9.
故选:B.
【变式3-2】已知,,并且,求 , .
【答案】 5
【分析】本题考查了绝对值的定义,根据绝对值的性质求出a、b的可能值,再结合条件确定a和b的值.
【详解】解:∵,,
∴或,或5,
∵,
∴,.
故答案为:,5.
【题型一】绝对值的最值问题
方法技巧
一、形如|x-a|的最值理解
1. 几何意义分析:|x-a|表示数轴上点x到点a的距离。在数轴上,点x可以任意移动,当x取遍所有有理数时,这个距离没有最大值(可以无限远),但有最小值0,此时x=a。
2. 代数角度验证:因为绝对值具有非负性,即|x-a|≥0,当且仅当x-a=0,即x=a时,等号成立,所以最小值为0,无最大值。
二、形如|x-a|+|x-b|(a < b)的最值求解
1. 几何模型构建:该式表示数轴上点x到点a和点b的距离之和。在数轴上,点a和点b固定且a在b左侧。
2. 分段讨论推理:
· 当x < a时,|x-a|+|x-b|=(a-x)+(b-x)=a+b-2x,随着x的减小,该式值增大,无最大值;
· 当a ≤ x ≤ b时,|x-a|+|x-b|=(x-a)+(b-x)=b-a,此时距离之和为定值b-a;
· 当x > b时,|x-a|+|x-b|=(x-a)+(x-b)=2x-(a+b),随着x的增大,该式值增大,无最大值。
3. 结论总结:当x在[a,b]之间(包括端点)时,原式取得最小值b-a,无最大值。
三、形如|x-a|-|x-b|(a < b)的最值探究
1. 几何意义解读:表示数轴上点x到点a的距离与到点b的距离之差。
2. 分类讨论分析:
· 当x ≤ a时,|x-a|-|x-b|=(a-x)-(b-x)=a-b,此时差值为定值a-b(因为a < b,所以a-b为负数);
· 当a < x < b时,|x-a|-|x-b|=(x-a)-(b-x)=2x-(a+b),x取值在(a,b)之间,所以2x取值在(2a,2b),2x-(a+b)取值在;
· 当x ≥ b时,|x-a|-|x-b|=(x-a)-(x-b)=b-a,此时差值为定值b-a(正数)。
3. 最值确定:综合可得,原式最大值为b-a,最小值为a-b。
四、含有多个绝对值相加的最值问题(以三个为例:|x-a|+|x-b|+|x-c|,a < b < c)
1. 逐步分析思路:先将前两个绝对值|x-a|+|x-c|看作一个整体,由前面结论可知,当x在[a,c]之间时,其最小值为c-a。此时原式变为(c-a)+|x-b|。
2. 进一步优化:要使(c-a)+|x-b|最小,需使|x-b|最小,因为|x-b|≥0,当x=b时,|x-b|=0。而b在[a,c]之间,满足前两个绝对值取最小值的条件。
3. 结论得出:当x=b时,原式取得最小值(c-a)+0=c-a,即三个点时,取中间点b,最小值为两端点距离c-a。
4. 推广规律:多个绝对值相加时,若有奇数个绝对值,取中间点对应的数时,原式取得最小值;若有偶数个绝对值,取中间两个点之间(包括端点)的任意数时,原式取得最小值,最小值为两端点距离之和(或通过具体计算得出)。
【例1】学了数轴都知道,在数轴上,表示数a到原点的距离,这是绝对值的几何意义.进一步地,数轴上两个点A、B,分别用a,b表示,那么A、B两点之间的距离为:.
利用此结论,回答以下问题:
(1)数轴上表示3和7的两点的距离是_________,
数轴上表示3和的两点的距离是_________,
数轴上表示和4的两点之间的距离是____________,
数轴上表示和的两点之间的距离是____________;
(2)写出时的取值范围是_______________;
(3)当的取值范围为多少时,有最小值?并求出最小值.
【答案】(1)4,,,;
(2);
(3)取值范围为,最小值为.
【分析】本题考查了数轴,绝对值的几何意义,解题的关键是理解绝对值的几何意义,掌握数轴上两点之间的距离公式.
(1)根据数轴上两点之间的距离公式列式计算得出答案;
(2)当、、时,分别讨论求解即可;
(3)表示的几何意义,数轴上表示的点到表示的点与表示的点的距离之和,即可解决问题.
【详解】(1)解:∵两点之间的距离为:.
∴数轴上表示3和7的两点之间的距离是,
数轴上表示3和的两点之间的距离是,
数轴上表示和4的两点之间的距离是,
数轴上表示和的两点之间的距离是.
故答案为:4,,,;
(2)解:当时,;
当时,;
当时,.
∴当代数式时,的取值范围是,
故答案为:.
(3)解:∵表示的几何意义是:数轴上表示的点到表示的点与表示的点的距离之和,
∴当时,代数式取最小值,最小值为.
【变式1—1】阅读下面材料:如图,点A、B在数轴上分别表示有理数a,b,则A、B两点之间的距离可以表示为.
根据阅读材料与你的理解回答下列问题:
(1)数轴上表示8与-2的两点之间的距离是 ;
(2)若,则 ;若,则 ;
(3)表示数轴上有理数x所对的点到1和-3所对的两点距离之和,请你利用数轴,写出所有符合条件的整数x,使得.
(4)若x表示一个有理数,则有最小值吗?若有,请直接写出最小值.若没有,说出理由.
【答案】(1)10.
(2)或;.
(3).
(4)2023.
【分析】本题主要考查了数轴上两点的距离以及绝对值的几何意义,熟练掌握数轴上两点的距离公式和绝对值的几何意义,运用数形结合的思想分析问题是解题的关键.
(1)根据题意可得8与的两点之间的距离是,计算即可.
(2)表示x到的距离为3,由数轴可解;表示x到1的距离和到的距离相等,由数轴可解.
(3)根据绝对值的意义可知表示x到1的距离与x到的距离之和,根据点在数轴上的位置求解即可.
(4)根据绝对值的意义可知表示x到的距离,x到的距离与x到的距离之和,根据点在数轴上的位置求解即可.
【详解】(1)∵,
∴数轴上表示8与的两点之间的距离是,
故答案为:.
(2)表示x到的距离为3,
根据数轴可得,到数轴上表示的数距离为3的点表示的数为或,
故答案为:或.
表示x到1的距离和到的距离相等,
根据数轴上点的位置可得到1的距离和到的距离相等的点表示的数为,
即,
故答案为:.
(3)
表示x到1的距离与x到的距离之和,
,
由数轴可知的整数符合题意,
∴使得成立的所有符合条件的整数x为.
(4)如图,
根据绝对值的意义可知表示x到的距离,x到的距离与x到1011的距离之和,
∵表示的数与表示1011的数之间的距离为,
根据数轴可知,当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
综上,当时,有最小值为.
故答案为:.
【变式1—2】我国著名数学家华罗庚说过“数缺形时少直观,形少数时难入微”,数形结合是解决数学问题的重要思想方法.
【知识储备】同学们都知道,表示5与2的差的绝对值,实际上也可理解为5与2两数在数轴上所对应的两点之间的距离(如图).
请你利用数形结合的思想探究下列问题:
【探究规律】
(1)求代数式的最小值;
(2)代数式的最小值为_____________;
(3)代数式的最小值为_____________.
【答案】(1)1
(2)2
(3)2024
【分析】此题考查了运用数形结合思想进行实数运算的能力.
(1)根据题目中的几何意义进行求解.
(2)根据题目中的几何意义进行求解.
(3)根据题目中的几何意义进行求解.
【详解】(1)解:表示在数轴上表示数x的点到表示1的点与表示2的点的距离之和,
∴当时,代数式的值最小,最小值为;
(2)解:表示在数轴上表示数x的点到表示1的点,表示2的点,表示3的点的距离之和,
∴当时,代数式的值最小,最小值为;
故答案为:2
(3)解:表示在数轴上表示数x的点到表示1的点,表示2的点,表示3的点,……,表示2025的点的距离之和,
∴当时,代数式的值最小,最小值为.
故答案为:2024
【题型二】绝对值化简与分类讨论
方法技巧
一、绝对值的代数意义与核心化简法则
绝对值的本质是表示数轴上某点到原点的距离,具有非负性(即|a|≥0)。其代数定义为:
1. 当a>0时,|a|=a(正数的绝对值是它本身)
2. 当a=0时,|a|=0(零的绝对值是零)
3. 当a<0时,|a|=-a(负数的绝对值是它的相反数)
核心法则:去绝对值符号前必须判断绝对值内代数式的符号,再根据定义去掉绝对值符号。
二、绝对值化简的基本步骤
1. 定零点:令绝对值内的代数式等于0,求解得到的x值称为"零点"(使绝对值内式子为0的未知数的值)
2. 分区间:将零点在数轴上标注,把数轴分成若干个区间(区间数量=零点个数+1)
3. 判正负:在每个区间内,判断绝对值内代数式的正负性(可代入区间内任意具体数值辅助判断)
4. 去符号:根据代数定义去掉绝对值符号,正数和零直接去掉,负数去掉绝对值后变为其相反数
5. 合并同类项:对去绝对值后的式子进行化简,整理成最简形式
三、单重绝对值化简的分类讨论模型
类型1:含一个绝对值的整式化简
示例:化简|x-3|
· 定零点:x-3=0 → x=3
· 分区间:①x<3;②x=3;③x>3
· 分类讨论:
· 当x<3时,x-3<0,原式=-(x-3)=-x+3
· 当x=3时,x-3=0,原式=0
· 当x>3时,x-3>0,原式=x-3
类型2:含两个绝对值的整式化简
示例:化简|x+1|+|x-2|
· 定零点:x+1=0→x=-1;x-2=0→x=2
· 分区间:①x<-1;②-1≤x≤2;③x>2
· 分类讨论:
· 当x<-1时,x+1<0且x-2<0,原式=-(x+1)-(x-2)=-2x+1
· 当-1≤x≤2时,x+1≥0且x-2≤0,原式=(x+1)-(x-2)=3
· 当x>2时,x+1>0且x-2>0,原式=(x+1)+(x-2)=2x-1
四、多重绝对值化简的处理策略
1. 从内向外逐层去绝对值:先处理内层绝对值,再处理外层绝对值,每一层都需进行分类讨论
2. 利用整体代换思想:将内层绝对值的化简结果视为整体,再对外部绝对值进行讨论
示例:化简| |x-1| - 2 |
· 先令y=|x-1|,转化为|y-2|的化简
· 内层化简|x-1|得:
· 当x<1时,y=1-x;当x≥1时,y=x-1
· 外层化简|y-2|:
· 当x<1时,y=1-x,再分1-x<2(x>-1)和1-x≥2(x≤-1)
· x≤-1时,原式=|(1-x)-2|=|-x-1|=-x-1
· -1<x<1时,原式=|(1-x)-2|=| -x-1 |=x+1
· 当x≥1时,y=x-1,再分x-1<2(x<3)和x-1≥2(x≥3)
· 1≤x<3时,原式=|(x-1)-2|=|x-3|=3-x
· x≥3时,原式=|(x-1)-2|=x-3
五、含字母系数的绝对值化简技巧
关键要点:
1. 明确字母的取值范围(题目给定或隐含条件)
2. 区分"常数项"与"变量项"的符号判断
3. 利用数轴辅助分析多个字母的大小关系
示例:已知a<0<b,化简|a-b|+|ab|
· 符号判断:a-b<0(负数减正数),ab<0(异号相乘)
· 化简过程:原式=-(a-b)+(-ab)=-a+b-ab
【例2】已知有理数、满足,,且,求的值.
【答案】或
【分析】本题考查了绝对值的意义、有理数的加法、有理数的乘法,由绝对值的意义可得或,或,再结合得出,或,,再分两种情况,分别结合有理数的乘法法则计算即可得解,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
【详解】解:,,
∴或,或,
∵,
∴,或,,
当,时,,
当,时,,
综上所述,的值为或.
【变式2—1】已知:,,…,都是不等于的有理数,请你探究以下问题:
(1)若,则共有______个不同的值,它们分别是______;
(2)若,则共有______个不同的值,它们分别是______;
(3)若,则共有______个不同的值,它们分别是______;
(4)若,求的值;
(5)由以上探究可知,,
则共有______个不同的值,它们分别是______;
在这些不同的值中,最大的值和最小的值的差等于______,
的这些所有的不同的值的绝对值的和等于______.
【答案】(1);
(2);或
(3);或
(4)或或
(5)
【分析】本题主要考查了有理数运算,绝对值运算以及分类讨论思想,正确进行分类讨论是解题的关键.
() 根据绝对值的意义,分类讨论,可得答案;
() 根据绝对值的意义,分类讨论,可得答案;
()根据绝对值的意义,分类讨论,可得答案;
()根据绝对值的意义,分类讨论,可得答案;
()根据上面的结果进行仔细观察,归纳,发现规律,即可到得答案.
【详解】(1)解:当时,,
当时,,
综上,共有个不同的值,它们分别是;
故答案为:;;
(2)当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
综上,共有个不同的值,它们分别是或;
答案为:;或;
(3)当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
综上,共有个不同的值,它们分别是或;
答案为:;或;
(4)当时,,
当时,,
当时,,
当时,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
当时,,
综上,分别是或或;
(5)由以上探究可知,的不同值的个数为个,
的不同值的个数为个,
的不同值的个数为个,
的不同值的个数为个,
对于,,
每一个的值为或,
由此可知的不同值的个数为个,值为;
当时,共有个不同的值,
的取值为;
当所有的都为时,取得最大值,
最大值为,
当所有的都为时,取得最小值,
最小值为,
则最大值与最小值的差为:,
的取值为,这些数是关于对称的,
则的这些所有的不同的值的和为:
∴的这些所有的不同的值的和的绝对值为.
故答案为:.
【变式2—2】(1)根据是非负数,且非负数中最小的数是0,解答下列问题.
①x满足______时,式子的值最______,为______;
②x满足______时,式子的值最______,为______;
(2)已知若,则,即,若,则,即,如果x、y、z是有理数,且,时,直接写出的值为______.
【答案】(1)①,小,;②,大,5;(2)或
【分析】本题考查了绝对值的非负性质,绝对值的意义,分类讨论等知识与方法,掌握这些知识与方法是解题的关键;
(1)①由绝对值的非负性质即可求解;
②由绝对值的非负性质即可求解;
(2)由可得,则原式可化为;不妨假设,分两种情况:;,即可求解.
【详解】解:(1)①由于,则,
当时,,
此时当时,的值最小,最小值为;
故答案为:,小,;
②由于,则,,
当时,,
此时当时,的值最大,最大值为;
故答案为:,大,5;
(2)由,得,
原式;
不妨假设,
由于,则,,
分两种情况:
当时;
原式
;
当时,
原式
;
综上,的值为或.
【题型三】数轴动点求t
方法技巧
一、核心步骤解析
1. 设点表示
· 设动点起始位置对应的数为a,运动速度为v(单位长度/单位时间),运动时间为t,则运动后点表示的数为:
· 向右运动:
· 向左运动:
· 关键:明确方向对符号的影响,速度与时间的乘积需带单位(如“个单位长度”)。
2. 列等量关系
· 根据题目条件(如两点距离、中点、相遇、追击等)建立方程:
· 距离公式:若两点表示的数为、,则距离(d为已知距离)。
· 中点公式:两点中点表示的数为,若与某定点重合,可列等式。
· 相遇/追击:两点表示的数相等(相遇)或距离为定值(追击)。
3. 解方程求t
· 去绝对值时需分情况讨论(如或),避免漏解。
· 验证解的合理性:t必须为非负数(时间不能为负),且结果需符合数轴范围(如点不能超出给定线段)。
二、典型题型与技巧
1. 单点运动求位置
· 例:点A从表示-3的点出发,以2个单位/秒向右运动,求t秒后点A表示的数。
· 解:直接套用公式 ( -3 + 2t )。
2. 两点距离问题
· 例:点P从1出发向左运动(速度1单位/秒),点Q从-5出发向右运动(速度3单位/秒),几秒后PQ=4?
· 步骤:
① 设t秒后,P:( 1 - t ),Q:( -5 + 3t );
② 列方程 → ;
③ 分情况:( 6 - 4t = 4 )(t=0.5)或 ( 6 - 4t = -4 )(t=2.5);
④ 验证:t=0.5和2.5均非负,均符合题意。
3. 中点问题
· 例:点M从原点出发向右运动(速度2单位/秒),点N从4出发向左运动(速度1单位/秒),t为何值时,MN中点为1?
· 步骤:
① M:( 2t ),N:( 4 - t );
② 中点公式:→ ( t + 4 = 2 ) → ( t = -2 )(舍去,时间不能为负),故无解。
4. 相遇与追击
· 相遇:两点表示的数相等 →;
· 追击:快者追上慢者时,两点重合(如同向运动)。
【例3】在数轴上点表示的数为,点表示的数为,点到点的距离记为.我们规定:的大小用位于右边的点表示的数减去左边的点表示的数表示,即.请用上面的知识解答下面的问题:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数,是最小的正整数,且满足.
(1)求出的值.
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与表示数____________的点重合;若此数轴上、两点之间的距离为2025(在的左侧),且当点与点重合时,点与点也恰好重合,则点表示的数是____________.
(3)点和点分别以每秒2个单位长度和4个单位长度的速度向右运动,点从出发以每秒1个单位长度的速度运动,假设秒钟过后,请问:是否存在常数,使的值为定值?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)2;
(3)存在,或
【分析】本题考查数轴上的点表示有理数、数轴上两点之间距离的表示方法,涉及非负数和为零的条件,熟记数轴相关定义与性质是解决问题的关键.
(1)由题意,结合非负数和为零的条件列方程求解即可得到答案;
(2)由(1)中得到的,先求出对称中心,再结合数轴上两点之间距离的表示方法即可得到答案;
(3)根据题意,分别得到经秒后对应的数是;经过秒后对应的数是,分两种情况,结合数轴上两点之间距离列式求解即可得到答案.
【详解】(1)解:是最小的正整数,
;
将代入,则,
,且,
,,
解得:;
综上所述,;
(2)解:由(1)知,
将数轴折叠,使得点与点重合时,对称中心表示的数是,
,
与点重合的点表示的数是;
设点表示的数是为,
数轴上、两点之间的距离为2025(在的左侧),
点表示的数是,
当点与点重合时,点与点也恰好重合,
,
解得;
故答案为:2;;
(3)解:存在,
经秒后对应的数是;经过秒后对应的数是,
,
分两种情况:
①点向左运动经过秒后对应的数是,则,
,
当,即时,的值是定值,为;
②点向右运动经过秒后对应的数是,则,
,
当,即时,的值是定值,为;
综上所述:当或时,的值为定值.
【变式3—1】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.
【变式3—2】如图将一条数轴在原点 ,点 ,点 ,点处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点 表示 ,点表示 ,点表示,点表示,点 表示 ,我们称点 和点 在数轴上相距 个长度单位.动点从点出发,以单位/秒的速度沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点 从点 出发,以 单位/秒的速度沿着数轴的负方向运动,两点上坡时速度均变为初始速度的一半,下坡时速度均变为初始速度的两倍,平地则保持初始速度不变.当点 运动至点 时则两点停止运动,设运动的时间为 秒.问:
(1)动点 从点 运动至 点需要 秒,此时点 对应的点是 .
(2), 两点在点 处相遇,求出相遇点 所对应的数是多少?
(3)求当 为何值时,, 两点在数轴上相距的长度与 , 两点在数轴上相距的长度相等.
【答案】(1),
(2)
(3)或
【分析】(1)根据时间等于路程除以速度,分成三部分进行求解即可;
(2)先求出点到达点时,的位置,再求出两者还需要经过多长时间相遇,以及这段时间点的路程,即可得出结论;
(3)分点分别在段时,进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:由题意,得:点上坡时速度为单位/秒,下坡时速度为单位/秒,点上坡时速度为单位/秒,下坡时速度为单位/秒,,,,,,
∴点从点 运动至 点需要(秒);
点从点运动到点需要(秒),从点运动到点需要:(秒)
∴当点从点 运动至 点时,点运动到点;
故答案为:;
(2)由()可知,, 两点在 处相遇时,点 在 段,
点 由 到 点用时为 秒,
点 从 到 用时为 秒, 从 又运动了: 秒,
当点 到达点 时,点 距离 点 单位长度,
再经过 秒,相遇,
点经过的路程为: 单位长度,
点 为 ,故点 对应数为 .
(3)当点 在 段时,点 在 段,此时 大于 , 小于 ;
当点 在 段时,点 在 段,
若 ,则 ,,
,解得: 秒;
当点 在 段时,点 在 段,,,
,解得: 秒;
当点 在 段或 段时, 大于 , 小于 .
综上所述,当 或 秒时,, 两点在数轴上相距的长度与 , 两点在数轴上相距的长度相等.
【点睛】本题考查一元一次方程的应用,解题的关键是掌握时间等于路程除以速度,正确的列出方程.
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