专题06 期末复习之一元一次方程解决动点动角问题(考情分析+9大题型+易错警示+解题技巧)2025-2026学年人教版七年级数学上册易错点重难点培优专题复习
2025-12-18
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2份
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102页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学人教版七年级上册 |
| 年级 | 七年级 |
| 章节 | 6.3 角 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.31 MB |
| 发布时间 | 2025-12-18 |
| 更新时间 | 2025-12-24 |
| 作者 | 数海拾贝 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55494985.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中数学讲义以“一元一次方程解决动点动角问题”为核心,通过表格系统梳理数轴动点、角的动态问题及方程建模三大考点,明确复习目标与考察形式,结合错题警示归纳分类讨论遗漏等易错点,构建“考点-方法-易错点”三维知识脉络。
讲义亮点在于分层题型设计,从基础单点运动到培优综合探究,例题融入时钟旋转等生活情境,通过“左减右加”等步骤化攻略培养几何直观与推理意识,同步练习覆盖不同难度,助力分层提升,为教师精准教学与学生自主复习提供系统支持。
内容正文:
专题06 一元一次方程解决动点动角问题
期末考点
复习目标
考察形式
1.数轴动点问题(单点运动、双点相遇/追及、线段定值)
1.掌握数轴动点规律(左减右加、路程=速度×时间);
2.能通过一元一次方程求解线段长度、运动时间;
3.学会数形结合标画运动轨迹
1.基础题:选择/填空(1-2题),考察单点运动、线段长度;
2.中档题:解答题(1题),考察双点相遇/追及;
3.创新题偶见:结合生活情境(如快递配送、路线规划)
2.角的动态问题(单角旋转、双角叠合、角平分线动态)
1.掌握角旋转规律(旋转角度=速度×时间);
2.能利用角的和差、角平分线性质列方程;
3.学会分类讨论运动方向
1.基础题:选择/填空(1题),考察单角旋转度数计算;
2.压轴题:解答题最后1-2题,考察双角叠合、定值探究;
3.创新题常见:结合时钟指针、折叠问题
3.一元一次方程建模(含分类讨论、简单参数)
1.能将动点/动角关系转化为一元一次方程;
2.突破分类讨论、单位换算易错点;3.适应情境化、跨学科命题
1.全难度覆盖:基础题直接列方程,中档题需转化条件,压轴题含临界值讨论;
2.近3年强省真题高频出现:结合跨学科(物理匀速运动)、生活实际
【题型1】动点/动角问题中的分类讨论遗漏与单位换算错误(易错题型)
1.易错点总结
忽略运动方向多样性(如数轴动点向左/右、角旋转顺时针/逆时针),导致漏解;
单位不统一(如速度单位“单位/秒”与时间“分钟”混淆),计算出错;
线段/角度边界值判断失误(如“相遇前”“相遇后”未区分)。
2.避坑攻略
画“动态轨迹图”:标注初始位置、运动方向(箭头)、速度、时间范围,明确分类标准;
列方程前先统一单位(如将“分钟”转化为“秒”),标注单位符号;
解完方程后验证:代入轨迹图判断是否符合实际运动情境,排除无效解。
【例题1】.(24-25七年级下·江苏泰州·期中)已知直角三角板中,.将三角板绕着点旋转得到,旋转角记为.
(1)当旋转方向为逆时针方向,且时(如图),求和的大小.
(2)当旋转方向为逆时针方向,且时,在图中,画出旋转得到的.
(3)当时,
①若,求的度数.
②如图,当旋转方向为逆时针方向时,点为上一点..在旋转过程中,若与始终满足为定值,求常数的值.
【变式题1-1】.(24-25七年级上·江苏盐城·期末)【问题提出】
(1)如图1,数轴上点A表示的数为a,点B表示的数为b,已知与是同类项,点C是线段的中点.
①________,点C表示的数是________;
②若点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左运动,同时,点Q从点C出发,以每秒7个单位长度的速度也沿数轴向左运动,几秒后,P、Q两点之间的距离为2?
【方法迁移】
(2)如图2,,平分.现有射线从出发,以每秒的速度绕点O顺时针旋转,同时,射线从出发,以每秒的速度也绕点O顺时针旋转,当旋转一周时,这两条射线同时停止旋转.问经过几秒后,射线、所成的角为?
【拓展运用】
(3)一天早上,小明看到家里闹钟钟面显示7点整(如图3,时针指向7,分针指向12),此时请直接写出经过多少分钟后,该闹钟的分针与时针所成的角首次变成.
【变式题1-2】.(25-26七年级上·河南洛阳·月考)如图,O为数轴的原点,点A,B在数轴上表示的数分别为a,b,且满足,点C为数轴上一动点且对应的数为x.
(1)直接写出a的值是_____,b的值是_____;若点C到点A和点B的距离相等,则x的值是_______;
(2)数轴上是否存在点C,使得点C到点B的距离是点C到点A的距离的2倍?若存在,求出对应的数x;若不存在,请说明理由;
(3)若点P以每秒2个单位长度的速度,点Q以每秒3个单位长度的速度,分别从A,B两点同时出发,在数轴上运动.设运动时间为t秒.
①若P,Q在点C处相遇,求出点C对应的数x;
②若P,Q两点均向左运动,当P、Q两点相距6个单位长度时,请直接写出此时t的值是_______.
【变式题1-3】.(23-24七年级下·湖北武汉·月考)已知,,如图1,将边重合放在直线上,在直线的两侧.
(1)如图2,将绕点旋转,保持不动,填空:
①_____________;②_____________;
(2)若按每分钟的速度绕点逆时针旋转,同时按每分钟的速度绕点逆时针旋转,旋转到射线上时都停止运动,设旋转时间为,单位:分),计算 (用含的代数式表示);
(3)若以的速度绕点顺时针旋转,同时射线以的速度绕点顺时针旋转,当旋转一周时,同时停止转动,当射线中的一条是另外两条射线组成的角的平分线时,求运动时间是多少?
【基础题型】
【题型2】数轴单点运动与线段长度计算
1.期末考点总结
核心考点:数轴“左减右加”法则、路程=速度×时间、一元一次方程求解运动时间/线段长度;
命题特点:情境简单(如点从某位置出发匀速运动),无复杂分类,侧重基础公式应用。
2.解题攻略
步骤1:设运动时间为(单位统一),用含的式子表示动点最终位置(初始位置±速度×);
步骤2:根据“线段长度=两点坐标差的绝对值”列方程(如);
步骤3:求解方程,验证解的合理性(如时间非负)。
【例题2】.(24-25六年级上·上海杨浦·期末)如图,线段,动点从点出发,以每秒的速度沿着射线的方向运动.
(1)当点出发多少秒后,的长度等于长度的2倍?
(2)当点的运动时间超过9秒,设点为的中点,点为的中点,的长度是否是一个定值?如果是,求出这个值;如果不是,请说明理由,
【变式题2-1】.(23-24七年级上·福建龙岩·期末)已知线段,点在线段上,且.
(1)求线段,的长;
(2)点是线段上的动点,线段的中点为,设.
①请用含有的式子表示线段,的长;
②若三个点,,中恰有一点是其它两点所连线段的中点,则称,,三点为“和谐点”,求使得,,三点为“和谐点”的的值.
【变式题2-2】.(25-26七年级上·山西运城·期中)已知线段,点C是线段延长线上一个动点,D是线段的中点.
(1)如图,若,求线段的长;
(2)若的长逐渐增大,则的长的变化趋势是 ;
①变小;②变大;③先变大,后变小;④先变小,后变大.
(3)若,画出所有符合条件的图形并分别写出线段的长.
【变式题2-3】.(25-26七年级上·河南郑州·月考)阅读理解:
定义:在数轴上表示和的两点之间的距离是,这是绝对值的几何意义.如图,在数轴上,点表示的数是,点表示的数为3,则之间的距离为.另,线段的中点表示的数是,即;
(1)若在数轴上有、、三点,点对应的数是,且、两点间的距离为6,为的中点,则点所对应的数是___________.
(2)当满足___________时,的值最小,最小值为___________.
(3),则___________.
(4)若数轴上点表示的数是4,点表示的数是16,动点从点开始以每秒3个单位长度的速度向数轴正半轴方向运动,求多少秒后点到点的距离是到点距离的2倍?
【题型3】角的单角旋转与度数计算
1.期末考点总结
核心考点:旋转角度=旋转速度×时间、角的和差关系、一元一次方程建模;
命题特点:常结合时钟(时针/分针旋转)、直尺旋转等生活情境,难度较低。
2.解题攻略
步骤1:明确角的初始度数、旋转方向、旋转速度(如时钟分针每分钟转);
步骤2:用表示旋转后的角度(初始角度±速度×,顺减逆加);
步骤3:根据题干条件(如旋转后角度为某定值、与另一角相等)列方程求解。
【例题3】.(2025七年级上·吉林长春·专题练习)操作:在一张白纸上画一条直线,把一块直角三角板的直角顶点放在直线上.
(1)如图(1),当点都在直线上方时,试判断与的度数之和是多少,并说明理由.
(2)如图(2),把直角三角板绕点旋转,使点在直线的下方,点仍在直线的上方,用测量或分析的方法完成下表,并判断与的数量关系.
的度数
的度数
数量关系:___________
(3)如图(3),继续把直角三角板绕点旋转,使点和点都在直线的下方,你发现与又有什么样的数量关系呢?请直接写出结论:___________
【变式题3-1】.(25-26七年级上·宁夏固原·月考)如图,,是直线上一点,现将一直角三角板的直角顶点放在点O处,一边在射线上,另一边与都在直线的上方.现将图1中的三角板绕点以每秒的速度沿顺时针方向旋转一周.
(1)如图2,经过多少秒后,线段恰好平分;
(2)在(1)的条件下,线段是否平分?请说明理由.
【变式题3-2】.(24-25七年级上·全国·期末)如图1,已知,点为直线上一点,在直线的上方,.一直角三角板的直角顶点放在点处,三角板一边在射线上,另一边在直线的下方.
(1)在图1的时刻,的度数为________,的度数为________;
(2)如图2,当三角板绕点旋转至一边恰好平分时,求的度数;
(3)在三角板绕点旋转一周的过程中,求与之间的数量关系.
【变式题3-3】.(24-25七年级上·河南郑州·阶段练习)如图,点O为直线上一点,过点O作射线OC,使,将一个含角的直角三角尺的一个顶点放在点O处,斜边与直线重合,另外两条直角边都在直线的下方.
(1)将图1中的三角尺绕着点O逆时针旋转,如图2所示,此时 ;在图2中,是否平分?请说明理由;
(2)紧接着将图2中的三角板绕点O逆时针继续旋转到图3的位置所示,使得在的内部,请探究:与之间的数量关系,并说明理由;
(3)将图1中的三角板绕点O按每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,在旋转的过程中,第t秒时,直线恰好平分锐角,则t的值为 (直接写出结果)
【提升题型】
【题型4】数轴双点相遇问题
1.期末考点总结
核心考点:相遇问题模型(路程和=初始距离)、一元一次方程情境化建模;
命题特点:融入生活情境,需转化文字条件为数学关系。
2.解题攻略
步骤1:设相遇时间为,明确两点初始位置、运动速度(同向/相向);
步骤2:相向运动时,列方程:;
步骤3:求解后,可延伸计算相遇点坐标(代入单点运动公式)。
【例题4】.(24-25七年级下·黑龙江佳木斯·阶段练习)数轴上三点对应的数为,动点从出发,每秒向右移动单位,同时动点从出发,每秒向左移动单位.
(1)几秒后相遇?
(2)相遇时点对应的数是多少?
【变式题4-1】.(2025七年级上·广东深圳·专题练习)周末,甲、乙两人相约去某自行车道骑车,甲从A入口进入自行车道,向B入口方向骑行,甲出发后乙从B入口进入自行车道,向A入口方向骑行.已知A,B两地相距,甲的平均速度是,乙的平均速度是.设甲骑行的时间为.
(1)在两人骑行的过程中,甲骑行的路程为___________,乙骑行的路程为___________.(用含x的代数式表示)
(2)当甲、乙两人相遇时,求x的值.
(3)两人相遇后,甲继续以原速度向B入口骑行,乙休息后掉头按原速度返回B入口.在乙返回途中,当甲、乙两人相距时,求x的值.
【变式题4-2】.(25-26七年级上·吉林·期中)【阅读理解】整体思想是从问题的整体性质出发,根据题目的结构特征,把某一组数或某一个代数式看作一个整体,找出整体与局部的联系,从而找到解决问题的新途径.例如,求的值,我们将作为一个整体代入,则原式.
(1)如果代数式的值为,那么代数式的值为_______.
(2)如图,若,求长方形与的面积差.
(3)两地相距千米,某日,甲从地出发前往地,同时,乙从地出发前往地.已知甲每小时行千米,乙每小时行千米,经过小时,甲、乙二人相遇.直接写出甲、乙两人相距千米的时间.
【变式题4-3】.(25-26七年级上·贵州贵阳·期中)已知、两点在数轴上,对应的数是,点在的右边,且距点个单位长度.
(1)直接写出点所对应的数:______;
(2)当点到点、的距离之和是个单位时,求点所对应的数;
(3)现在有一只电子蚂蚁从点出发,以每秒个单位的速度向右运动,同时另一只电子蚂蚁恰好从点出发,以每秒个单位的速度向左运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的点相遇,求点所对应的数.
【题型5】角的双角叠合与定值探究
1.期末考点总结
核心考点:双角旋转的角度关系、分类讨论叠合情况(部分叠合、完全叠合)、方程验证定值;
命题特点:常以“探究某角度是否为定值”形式命题,需结合角的和差列方程。
2.解题攻略
步骤1:设旋转时间为,分别表示两个角的旋转角度(,);
步骤2:分情况讨论叠合关系(如或);
步骤3:列方程求解,若解中不含,则该角度为定值。
【例题5】.(24-25七年级上·江苏淮安·期末)将一副直角三角板如图1摆放在直线上(直角三角板和直角三角板),保持三角板不动,将三角板绕点以每秒的速度顺时针旋转直至边第一次重合在直线上,旋转时间记为秒.
(1)如图2,当秒时,求的度数;
(2)当____秒时,平分;
(3)若在三角板开始旋转的同时,另一个三角板也绕点以每秒的速度顺时针旋转,当旋转至直线上时同时停止.
①当时,求t的值;
②请直接写出在旋转过程中,与的数量关系(数量关系中不含t):_______.
【变式题5-1】.(24-25七年级上·福建龙岩·期末)如图,,把一块含角()三角板与摆在同一平面内,且角的顶点与顶点重叠,平分,平分.(本题中的角均大于且小于的角)
(1)如图1,当,重合,且三角板的另一边在的外部时,求的度数;
(2)如图2,把三角板摆放不同位置时,令.在备用图上画图并完成探究:
①探究的大小是否改变,若有改变,请用含的式子表示;若没有改变,请求出定值.并采用图2说明理由;
②在三角板摆放的不同位置中,是否存在使得,若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由.
【变式题5-2】.(24-25七年级上·江西抚州·期末)如图(1),点为直线上一点,过点作射线,使.将一直角三角板的直角顶点放在点处,一边在射线上,另一边在直线的下方.
(1)将图(1)中的三角板绕点按每秒的速度沿逆时针方向旋转秒,此时恰好第一次平分钝角,则的值为多少?
(2)将图(1)中的三角板绕点逆时针旋转至图(2),使一边在的内部,直线恰好平分,问:直线是否平分?请说明理由.
(3)将图(1)中的三角板绕点O顺时针旋转至图(3),使在的内部,请探究:
①与之间的数量关系,并说明理由.
②的值是否为定值,如果是,请求出这个定值是多少?如果不是,请说明理由.
【变式题5-3】.(24-25七年级下·江苏连云港·期中)【操作思考】将一副直角三角板(分别含和的角)叠放在量角器上,、分别是三角板和三角板的角平分线.
【特例感知】
(1)如图1,如果点、、在同一直线上,边与量角器的刻度线重合,边与量角器刻度线重合,那么______;
【拓展探究】
(2)如图2,将三角板绕点顺时针旋转一定的角度,三角板不动,使两个直角三角板有重叠.
①当时,求的度数;
②当时,______;(用含的式子表示)
【解决问题】
(3)如图3,将三角板绕点顺时针旋转,平均每秒旋转,同时将三角板绕点逆时针旋转,平均每秒旋转.当第一次与重合时,两三角板同时停止旋转,设旋转时间为秒,在旋转过程中,是否存在的值,使?若存在,请求的值;若不存在,请说明理由.
【题型6】数轴动点与线段中点动态问题
1.期末考点总结
核心考点:线段中点公式(若两点坐标为、,中点坐标为)、动点与中点的位置联动;
命题特点:中点随动点运动而变化,需建立中点坐标与动点坐标的方程关系。
2.解题攻略
步骤1:设动点运动时间为,表示动点坐标及另一固定点坐标;
步骤2:用中点公式表示中点坐标,结合题干条件(如中点到某点距离为定值)列方程;
步骤3:分类讨论动点在中点左侧/右侧的情况,避免漏解。
【例题6】.(25-26七年级上·辽宁鞍山·月考)已知关于的方程是一元一次方程,如图,数轴上有三个点对应的数分别为,且满足.
(1)请直接依次写出的值;
(2)点从点出发沿数轴正方向以每秒3个单位长的速度移动了秒,当时,求的值.
(3)在(2)的条件下,若数轴上还有1个动点从点与点同时同向出发匀速运动,点速度为1单位长度/秒,若运动时间为秒,运动过程中,是否存在线段的中点到点的中点距离为3,若存在,请直接写出的值,若不存在,请在横线上说明理由.
【变式题6-1】.(25-26七年级上·广东汕尾·期中)【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,这种解决问题的思想叫做数形结合思想.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、,
①若A、B位置不确定时,则A、B两点之间的距离为:,若点A在B的右侧,即,则A、B两点之间的距离为:;
②线段的中点表示的数为;
③点A向右运动m个单位长度()后,点A表示的数为:,点A向左运动m个单位长度后,点表示的数为:.
同学们可以在数轴上取点验证上述规律,并完成下列问题.
【问题情境】如图:在数轴上点表示数,点表示数1,点表示数9,点、点和点C分别以每秒2个单位长度、1个单位长度和4个单位长度的速度在数轴上同时向左运动,设运动时间为秒.
(1)请你在数轴上标出、、三个点的位置.
(2)请利用上述结论,结合数轴,完成下列问题:表示点到点之间的距离,运动之前,的距离为_____,线段的中点为,则点表示的数为_____;运动秒后,点表示的数为_____(用含的式子表示).
(3)若秒钟过后,,,三点中恰有一点为另外两点的中点,求值.
【变式题6-2】.(25-26七年级上·北京海淀·月考)已知数轴上两点、,其中表示的数为,表示的数为对于在数轴上一点(不与点、点重合),若线段与的长度之比为,则称叫做点、的“倍伴随点”,记作.
例如,图所示:若点是线段的中点时,有,则称点为点、的“倍伴随点”,记作.
请根据上述规定回答下列问题:
(1)已知,如图,点,,为数轴上三个点,点表示的数是.
______;
比较、与的大小______(用“”连接);
(2)已知点是数轴上点、的“倍伴随点”,请你直接写出点表示的数为______;
(3)已知数轴上三点,,,点、分别为、的中点,满足,且此时点是点、的“倍伴随点”,求的值及点表示的数.
【变式题6-3】.(25-26七年级上·山西吕梁·期中)如图,在数轴上的三个点分别表示有理数a、b、c,且a、b、c满足,,,c是最小的正整数.
(1)请直接写出_______,_______,_______.
(2)若点A沿数轴向左运动,速度为每秒1个单位,点B和点C沿数轴向右运动,速度分别是2个单位/秒、3个单位/秒.设运动时间为t(秒).
①2秒后,点A、B、C分别表示的有理数.
②请问:的值是否随着时间t的变化而变化?若不变化,求这个不变的值;若变化,求这个值的变化范围.
(3)若把(2)中点B和点C的运动速度互换,请问:在运动过程中,t为何值时,点B、点C分别到原点O的距离相等?(直接写出结果)
【题型7】数轴动点追及问题(含参数与临界值)
1.期末考点总结
核心考点:追及问题模型(路程差=初始距离)、参数讨论(如速度为含字母的简单表达式)、临界状态判断;
命题特点:近3年江苏、浙江期末真题高频题型,含“能否追上”“何时相距某距离”等探究性问题。
2.解题攻略
步骤1:设追及时间为,明确追及者与被追及者的速度关系(才可能追上);
步骤2:列方程:,求解;
步骤3:若速度含参数(如),需讨论参数取值范围,判断追及是否存在(为有效解)。
【例题7】.(25-26七年级上·四川泸州·期中)已知a是最大的负整数,b是的相反数,,且a、b、c分别是点A、B、C在数轴上对应的数.
(1)求a、b、c的值,并在数轴上标出点A、B、C.
(2)若动点P从点A出发沿数轴正方向运动,动点Q同时从点B出发也沿数轴正方向运动,点P的速度是每秒3个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度,求运动几秒后,点P可以追上点Q?
(3)在数轴上是否存在点M,使点M到A,B,C,三点的距离之和等于12?若存在,请求出所有点M对应的数,若不存在,请说明理由.
【变式题7-1】.(25-26七年级上·浙江嘉兴·期中)如果点M、N在数轴上分别表示实数m,n,在数轴上M,N两点之间的距离表示为或或.利用数形结合思想解决下列问题:
已知数轴上点A与点B的距离为16个单位长度,点A在原点的左侧,到原点的距离为26个单位长度,点B在点A的右侧,点C表示的数与点B表示的数互为相反数,动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,设移动时间为t秒.
(1)点表示的数为___________,点表示的数为___________,点表示的数为___________.
(2)用含的代数式表示到点和点的距离:___________,___________.
(3)当点运动到点时,点从点出发,以每秒3个单位的速度向点运动.在点向点运动过程中,能否追上点?若能,请求出点运动几秒追上.
【变式题7-2】.(25-26七年级上·重庆璧山·期中)如图,在数轴上点表示的数是,点示的数是,原点是,且,满足.
(1)求出点与点之间的距离;
(2)若在数轴上存在一点,且点到点的距离是点到点的距离的倍,求点所表示的数;
(3)现有动点从点以个单位长度/秒的速度沿数轴向左运动,当点运动到点时点从点以个单位长度/秒的速度沿数轴向左运动设点运动的时间为秒,当为何值时点与点相距个单位长度?
【变式题7-3】.(25-26七年级上·江苏苏州·期中)数学实验室:
唐代文学家韩愈曾赋诗:“天街小雨润如酥,草色遥看近却无”,当代印度诗人泰戈尔也写道:“世界上最遥远的距离,不是瞬间便无处寻觅;而是尚未相遇,便注定无法相聚”,距离是数学、天文学、物理学中的热门话题,唯有对宇宙距离进行测量,人类才能掌握世界尺度.
数轴是一个非常重要的工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础:我们知道,它的几何意义是数轴上表示4的点与原点(即表示0的点)之间的距离,又如式子,它的几何意义是数轴上表示7的点与表示3的点之间的距离,也就是说,在数轴上,如果点A表示的数记为,点B表示的数记为,则A、B两点间的距离就可记作.
利用数形结合思想回答下列问题:
(1)利用上述表示方法,“表示的点与表示3的点之间的距离”表示为______.(不化简)
(2)结合上面的理解,若,则______.
(3)当是______时,代数式.
(4)若点A表示的数,点B与点A的距离是5,且点B在点A的右侧,动点P、Q分别从A、B同时出发,点P先沿数轴正方向运动,速度是每秒3个单位长度,到达点B后立刻以原速向数轴负半轴运动.点Q沿数轴负方向运动,速度是每秒1个单位长度,求运动几秒后,点P与点Q相距1个单位长度?(请写出必要的求解过程)
【培优题型】
【题型8】动角问题与角平分线动态综合
1.期末考点总结
核心考点:角平分线性质(角平分线分角为两个相等角)、动态角的比例关系、分类讨论旋转方向;
命题特点:北京、福建中考真题改编题型,难度较高,需结合角的和差与角平分线性质列方程。
2.解题攻略
步骤1:设旋转时间为,表示旋转后的两个角及角平分线分后的角;
步骤2:根据题干条件(如某分角与另一角的和为定值、比例为)列方程;
步骤3:分顺时针/逆时针旋转两种情况讨论,验证每种情况的解是否符合角的范围()。
【例题8】.(23-24七年级上·贵州遵义·期末)请阅读以下信息:从一个角的顶点出发,在角的内部引两条射线,如果这两条射线所组成的角等于这个角的一半,那么这两条射线所成的角叫做这个角的“内半角”.如图①,若射线,在的内部,且,则称是的“内半角”.
请根据以上信息,解决下面的问题:
(1)如图①,,.若是的“内半角”,则_______.
(2)如图②,已知,将绕点O按顺时针方向旋转一个角度 至,即,其中.若是的“内半角”,求的度数.
(3)把一块含的三角板按如图③方式放置,使边与边重合,边与边重合.如图④,将三角板绕顶点O以每秒的速度按顺时针方向旋转一周,旋转时间为t秒.当射线,,,构成“内半角”时,请直接写出t的值.
【变式题8-1】.(22-23七年级上·吉林白城·期末)如图所示,以直线上的一点为端点,在直线的上方作射线,使,将一块直角三角板()的直角顶点放在点处,且直角三角板在直线的上方.设 .
(1)当时,求的大小;
(2)当恰好平分时,求的值;
(3)当时,嘉嘉认为与的差为定值,淇淇认为与的和为定值,老师说,两人的说法都正确,但是需要对分别附加条件.请你补充完整下面的信息:
当时,__________;
当时,__________.
【变式题8-2】.(24-25七年级上·江苏无锡·月考)定义:从一个角的顶点出发,在角的内部引两条射线,如果这两条射线所成的角等于这个角的一半,那么这两条射线所成的角叫做这个角的内半角.如图①所示,若,则是的内半角.
(1)如图①所示,已知,,是的内半角,则________.
(2)如图②,已知,将绕点O按顺时针方向旋转一个角度至,当旋转的角度为何值时,是的内半角?
(3)已知,把一块含有角的三角板如图③叠放,将三角板绕顶点O以/秒的速度按顺时针方向旋转,如图④,问:在旋转一周的过程中,且射线始终在的外部,射线能否构成内半角?若能,请直接写出旋转的时间;若不能,请说明理由.
【变式题8-3】.(25-26七年级上·四川成都·期中)若,则称是的“余倍角”,例如:若,,则是的“余倍角”,但不是的“余倍角”.
(1)如图 1,已知 ,在内存在一条射线,使得是的“余倍角”,此时 ;(直接填写答案)
(2)如图 2,已知,若平面内存在射线、(在直线的上方),使得是的“余倍角”,且 ,求的大小;
(3)如图 3,若,射线从出发绕点以每秒的速度逆时针旋转,射线从出发绕点以每秒的速度顺时针旋转,平分,平分,运动时间为秒( ).若是的“余倍角”,求出此时的值.
【题型9】动点动角综合开放探究题
1.期末考点总结
核心考点:动点与动角知识融合、分类讨论全情境、开放结论验证;
命题特点:压轴题高频题型,需综合运用数形结合、方程思想,结论不唯一,侧重逻辑推理。
2.解题攻略
步骤1:分别建立动点(数轴)和动角(几何图形)的数学表达式,用同一变量表示;
步骤2:根据题干开放条件列方程,分情况讨论运动状态;
步骤3:求解方程后,代入原情境验证,判断是否存在符合条件的,并总结结论。
【例题9】.(24-25七年级上·辽宁沈阳·期末)如图1,射线上有A,B两点,,.一动点P从点A出发,以每秒4个单位的速度沿射线的方向运动,同时,射线开始绕点A按顺时针方向以每秒的速度旋转(如图2),当点P到达点B时,射线旋转停;接着,射线开始绕点B按逆时针方向以每秒的速度旋转,同时点P降速一半沿射线的方向运动(如图3).设点P运动的时间为/秒().
(1)的长等于 ;当点P到达点B时,等于 °;
(2)当射线与所在直线第一次重合(从开始旋转后算起)时,点P是线段的中点吗?为什么?
(3)在射线旋转的过程中,若它与所在直线第二次重合时所有运动停止,请求出当t为多少秒时,所在直线与所在直线之间的夹角为?(在数学中,两条直线相交所形成的最小正角称为这两条直线的夹角.)
【变式题9-1】.(24-25七年级上·湖南株洲·期末)材料阅读:“数与形,本是相倚依,焉能分作两边飞.数缺形时少直觉,形少数时难入微.数形结合百般好,隔裂分家万事非.切莫忘,几何代数统一体,永远联系,切莫分离”这首词是我国数学家华罗庚先生所著,也是第一次提出“数形结合”这一说法,如何将代数式和几何图形结合一直是解决数学问题的重要思想方法.利用数形结合解决下列题目:
数轴上有两点,点表示的数为,表示的数为,且.点是线段的中点.
(1)点表示的数是______:
(2)动点从点向右边运动,速度为2个单位长度/秒,动点从点向左运动,速度为1个单位长度/秒,设运动时间为秒.当点到达点时,运动同时停止,则:
①点表示的数分别是______,______(用表示):
②若在运动过程中,存在,请求出的值.
(3)如果我们把线段和角度做类比:如图,平分.射线从出发,以每秒的速度绕点顺时针旋转,射线从出发,以每秒的速度绕点逆时针旋转.射线同时出发,当到达时,运动同时停止.设旋转时间为秒,若在运动过程中,存在某些时刻,使得和两个角中,其中一个角是另一个角的3倍,请求出的值.
【变式题9-2】.(24-25七年级上·江苏扬州·期末)【材料阅读】
如图1,数轴上有三个点,表示的数分别是,,1.
(1)若要使两点的距离与两点距离相等,则可将点向左移动______个单位长度.
(2)若动点分别从点、点出发,以每秒5个单位长度和每秒4个单位长度的速度向左匀速运动,动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向右匀速运动,点,同时出发,设运动时间为秒.
①秒后,点表示的数分别为______,______,______(用含的代数式表示);
②记点与点之间的距离为,点与点之间的距离为,则的值是否有变化?若无变化,请求出这个值;若有变化,请说明理由.
【方法迁移】
(3)如图2,,平分.现有射线、分别从、同时出发,以每秒和每秒的速度绕点顺时针旋转,当旋转一周时,这两条射线都停止旋转.问经过几秒后,射线、的夹角为?
【生活运用】
(4)周末的下午,小明看到钟面显示3点整,此时分针与时针的夹角恰好为,经过______分钟后,分针与时针的夹角首次变成
【变式题9-3】.(24-25七年级上·辽宁·期末)已知、、为数轴上三点,若点到点的距离是点到点的距离的2倍,则称点是点的“倍距点”.如图1中,点表示的数为1,点表示的数为4,点表示的数为3,点表示的数为2,则点是点的“倍距点”但不是点的“倍距点”,点是点的“倍距点”但不是点的“倍距点”.对于角,我们定义角的一条三等分线为这个角的两边的“倍角线”.如图2,射线,是的三等分线,即,则称射线是射线的“倍角线”但不是射线的“倍角线”,射线是射线的“倍角线”但不是射线的“倍角线”.
(1)、、为数轴上三点,点表示的数是,点表示的数是4,点在点,点之间,若点是点的“倍距点”,求点表示的数;
(2)在(1)的条件下,动点从点出发,沿数轴向右以2个单位长度/秒的速度运动,设点的运动时间为秒,当点是点的“倍距点”时,求的值;
(3)如图3,,平分,射线是射线的“倍角线”.
①求的度数;
②绕点以/秒的速度按顺时针方向旋转,在旋转的过程中,射线,对应的射线分别为,,当射线与射线重合时,停止旋转,设旋转的时间为秒,当射线是射线的“倍角线”时,求的值;
(4)在(2)的条件下,当射线,,三条射线中,有一条射线是另外两条射线的“倍角线”时,直接写出的值.
同步练习
一、解答题
1.(2025七年级上·全国·专题练习)如图,是直线,O是上一点,,,平分.图中与互余的角有哪些,与互补的角有哪些?为什么?
2.(24-25七年级上·广东深圳·期末)将一副三角尺如图所示在同一平面摆放,其中含的三角尺的边在直线上,另一个三角尺的直角顶点与点O重合.
(1)如图1,当三角尺的边在直线上时,求的度数;
(2)如图2,将三角板绕点O逆时针方向旋转,恰好平分时,则射线是的平分线吗?请说明理由.
3.(25-26七年级上·河北保定·期中)数轴上的定点表示的数分别是,且满足.
(1)___________,___________;,间的距离为___________;
(2)数轴上一点距点7个单位长度,其表示的数满足.
①求点之间的距离;
②当数轴上的点到点的距离是点到点的距离的2倍时,求点表示的数;
③沿数轴移动点,要使得,,其中一点到另外两点的距离相等,直接写出点所有的移动方法(写出方向和距离).
4.(25-26七年级上·全国·期中)(1)【知识准备】设A,B,M是数轴上的三个点,且点M在点A,B之间,若,则点M叫作的中点.若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为AB的中点,则我们由中点公式可知,点M对应的数为.在一条数轴上,0为原点,点C对应的数为c,点D对应的数为d,且有,则的中点N对应的数为 .
(2)【问题探究】在(1)的条件下,若点P从点C出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,同时点Q从点D出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动.设运动时间为.
①点P表示的数为 ,点Q表示的数为 ;用含t的代数式表示
②当的中点对应的数为10时,求t的值.
(3)【拓展延伸】已知数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为.
①若为上靠近点A的三等分点,则我们由三等分点公式可知,点对应的数为;
②若为上靠近点A的四等分点,则我们由四等分点公式可知,点对应的数为;
③若为上靠近点A的五等分点,则我们由五等分点公式可知,点对应的数为 .用含x,y的代数式表示
5.(25-26七年级上·甘肃临夏·期中)以直线上一点为端点,在直线的上方作射线,使,将一个直角三角板的直角顶点放在处,即,且直角三角板在直线的上方.
(1)如图,若直角三角板的一边在射线上,则的度数为_______;
(2)如图,直角三角板的边在的内部,若恰好平分.求此时的度数;
(3)在图中,请直接写出与之间的数量关系:_______.
6.(25-26七年级上·江苏苏州·月考)综合与实践:
【实践操作】
在数学实践活动课上,励志小组准备研究如下问题:如图,点A,O,B在同一条直线上,将一直角三角尺如图1放置,直角顶点与点O重合,是直角,平分.
【问题发现】
(1)如图1,若,求的度数;
(2)将这一直角三角尺如图2放置,其他条件不变,试探究和的度数之间的关系,写出你的结论,并说明理由;
(3)将直角三角尺绕点O顺时针旋转一周,旋转过程中始终平分,当与存在两倍关系时,请直接写出的度数.
7.(25-26七年级上·湖北武汉·月考)如图,数轴上有A,B,C三个点对应的数分别为a,b,c.已知.
(1)直接写出a,b,c的值:,,.
(2)若数轴上有两个动点M,N分别从A,B两点出发沿数轴同时出发向右匀速运动,点M度为4个单位长度/秒,点N速度为1单位长度/秒,若运动时间为t秒.运动过程中,是否存在线段的中点E到点的中点F距离为6?若存在,请求出t的值,若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,另外两个动点P,Q分别随着M,N一起运动,且始终保持线段,线段(点P在M的左边,点Q在N的右边).当点M运动到点C时,线段立即以原速度的2倍返回,当点M再次运动到点A时,线段和立即同时停止运动.在整个运动过程中,是否存在使两条线段重叠部分为的一半,若存在,请直接写出t的值,若不存在;请说明理由.
8.(25-26七年级上·江西宜春·期中)【阅读材料】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的结合,某数学兴趣小组探究数轴发现了一些重要的规律.
规律1:如图1,数轴上点表示的数为,点表示的数为,则、两点间的距离可表示为:
①(即用右边点表示的数减去左边点表示的数);
②(即两点表示的数之差的绝对值).
规律2:数轴上、两点的中点表示的数为.
【简单应用】如图1,点在数轴上所对应的数为,点表示的数为4,是数轴上一动点.
(1)则、两点间的距离________,、两点的中点表示的数为________.
(2)若、两点间的距离,则点表示的数为________.
【拓展运用】如图2,已知数轴上有、两点,分别表示的数为,8,点以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动,同时点以每秒3个单位向左匀速运动,设运动时间秒().
(3)用含的式子填空:
点运动秒后所在位置的点表示的数为________;
点运动秒后所在位置的点表示的数为________;
此时、两点的中点表示的数为________.
(4)按上述方式运动,、两点经过多少秒会相遇?经过多少秒相距5个单位长度.
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专题06 一元一次方程解决动点动角问题
期末考点
复习目标
考察形式
1.数轴动点问题(单点运动、双点相遇/追及、线段定值)
1.掌握数轴动点规律(左减右加、路程=速度×时间);
2.能通过一元一次方程求解线段长度、运动时间;
3.学会数形结合标画运动轨迹
1.基础题:选择/填空(1-2题),考察单点运动、线段长度;
2.中档题:解答题(1题),考察双点相遇/追及;
3.创新题偶见:结合生活情境(如快递配送、路线规划)
2.角的动态问题(单角旋转、双角叠合、角平分线动态)
1.掌握角旋转规律(旋转角度=速度×时间);
2.能利用角的和差、角平分线性质列方程;
3.学会分类讨论运动方向
1.基础题:选择/填空(1题),考察单角旋转度数计算;
2.压轴题:解答题最后1-2题,考察双角叠合、定值探究;
3.创新题常见:结合时钟指针、折叠问题
3.一元一次方程建模(含分类讨论、简单参数)
1.能将动点/动角关系转化为一元一次方程;
2.突破分类讨论、单位换算易错点;3.适应情境化、跨学科命题
1.全难度覆盖:基础题直接列方程,中档题需转化条件,压轴题含临界值讨论;
2.近3年强省真题高频出现:结合跨学科(物理匀速运动)、生活实际
【题型1】动点/动角问题中的分类讨论遗漏与单位换算错误(易错题型)
1.易错点总结
忽略运动方向多样性(如数轴动点向左/右、角旋转顺时针/逆时针),导致漏解;
单位不统一(如速度单位“单位/秒”与时间“分钟”混淆),计算出错;
线段/角度边界值判断失误(如“相遇前”“相遇后”未区分)。
2.避坑攻略
画“动态轨迹图”:标注初始位置、运动方向(箭头)、速度、时间范围,明确分类标准;
列方程前先统一单位(如将“分钟”转化为“秒”),标注单位符号;
解完方程后验证:代入轨迹图判断是否符合实际运动情境,排除无效解。
【例题1】.(24-25七年级下·江苏泰州·期中)已知直角三角板中,.将三角板绕着点旋转得到,旋转角记为.
(1)当旋转方向为逆时针方向,且时(如图),求和的大小.
(2)当旋转方向为逆时针方向,且时,在图中,画出旋转得到的.
(3)当时,
①若,求的度数.
②如图,当旋转方向为逆时针方向时,点为上一点..在旋转过程中,若与始终满足为定值,求常数的值.
【答案】(1),
(2)画图见解析
(3)①或;②
【分析】()由旋转的性质可得,,,进而根据角的和差关系即可求解;
()根据题意画出图形即可;
()①分逆时针方向旋转和顺时针方向旋转两种情况,分别画出图形解答即可求解;②由旋转的性质得,即得,进而可得,,即得到,即可得,求出的值即可求解;
本题考查了旋转,角的和差,掌握旋转的性质是解题的关键.
【详解】(1)解:由旋转的性质可得,,,
∴,
;
(2)解:如图,即为所求;
(3)解:①如图,当旋转方向为逆时针方向时,,
∵,
∴,
解得;
如图,当旋转方向为顺时针方向时,,
,
∴,
解得;
综上,的度数为或;
②由旋转性质可得,,
∵,,
∴,
,
∴,
∵与始终满足为定值,
∴,
解得,
∴常数的值为.
【变式题1-1】.(24-25七年级上·江苏盐城·期末)【问题提出】
(1)如图1,数轴上点A表示的数为a,点B表示的数为b,已知与是同类项,点C是线段的中点.
①________,点C表示的数是________;
②若点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左运动,同时,点Q从点C出发,以每秒7个单位长度的速度也沿数轴向左运动,几秒后,P、Q两点之间的距离为2?
【方法迁移】
(2)如图2,,平分.现有射线从出发,以每秒的速度绕点O顺时针旋转,同时,射线从出发,以每秒的速度也绕点O顺时针旋转,当旋转一周时,这两条射线同时停止旋转.问经过几秒后,射线、所成的角为?
【拓展运用】
(3)一天早上,小明看到家里闹钟钟面显示7点整(如图3,时针指向7,分针指向12),此时请直接写出经过多少分钟后,该闹钟的分针与时针所成的角首次变成.
【答案】(1)①,2;②4秒或6秒;(2)7秒或17秒;(3)分钟
【分析】(1)①由与是同类项,可得,,知,点是线段的中点,即得;
②设,运动秒,则表示的数为,表示的数为,得,解方程可得答案;
(2)求出,经过秒后,射线、的夹角为,可得:或,解方程即可;
(3)设经过分钟后,该闹钟的分针与时针所成的角首次变成,根据分钟时针旋转,分针旋转,点整时,时针分针夹角为,有,即可解得答案.
【详解】(1) ①与是同类项,
,,
,
点是线段的中点,
,
故答案为:;2;
②设,运动秒,则表示的数为,表示的数为,
、两点之间的距离为,
,
即或,
解得:或,
答:经过4秒或6秒后,、两点之间的距离为;
(2),平分,
,
设经过秒后,射线、的夹角为,
由题意得:或
,
解得:或
由旋转一周时,这两条射线同时停止旋转,可得,
,
经过秒或17秒后,射线、所成的角为;
(3)设经过分钟后,该闹钟的分针与时针所成的角首次变成,
分钟时针旋转,分针旋转,点整时,时针分针夹角为,
,
解得,
经过分钟后,该闹钟的分针与时针所成的角首次变成.
【点睛】本题考查了同类项,解一元一次方程,角平分线的定义,线段中点定义,绝对值的意义等知识,解决问题的关键是熟练掌握有关基础知识.
【变式题1-2】.(25-26七年级上·河南洛阳·月考)如图,O为数轴的原点,点A,B在数轴上表示的数分别为a,b,且满足,点C为数轴上一动点且对应的数为x.
(1)直接写出a的值是_____,b的值是_____;若点C到点A和点B的距离相等,则x的值是_______;
(2)数轴上是否存在点C,使得点C到点B的距离是点C到点A的距离的2倍?若存在,求出对应的数x;若不存在,请说明理由;
(3)若点P以每秒2个单位长度的速度,点Q以每秒3个单位长度的速度,分别从A,B两点同时出发,在数轴上运动.设运动时间为t秒.
①若P,Q在点C处相遇,求出点C对应的数x;
②若P,Q两点均向左运动,当P、Q两点相距6个单位长度时,请直接写出此时t的值是_______.
【答案】(1),
(2)存在点C,对应的数或0
(3)①点C对应的数为;②9或21
【分析】本题考查了一元一次方程的应用、绝对值.解题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,注意分类思想的运用.
(1)根据非负数的性质进行求解a,b,再根据点C到点A和点B的距离相等列方程求出x即可;
(2)根据点C到点B的距离是点C到点A的距离的2倍,列方程求出即可;
(3)①由题意得:点P对应的数为,点Q对应的数为,根据P,Q在点C处相遇列方程求解;②由题意得点P对应的数为,点Q对应的数为,根据P、Q两点相距6个单位长度列方程求解即可.
【详解】(1)解:,
,
;
∵点C到点A和点B的距离相等,
,
;
(2)解:存在点C,对应的数或0,理由如下:
∵点A,B在数轴上表示的数分别为,点C对应的数为x,点C到点B的距离是点C到点A的距离的2倍,
,
解得:或;
(3)解:①由题意得:点P对应的数为,点Q对应的数为,
∵P,Q在点C处相遇,
,
解得:,
∴点C对应的数为;
②若P,Q两点均向左运动,
则点P对应的数为,点Q对应的数为,
当P、Q两点相距6个单位长度时,
,
解得:或.
【变式题1-3】.(23-24七年级下·湖北武汉·月考)已知,,如图1,将边重合放在直线上,在直线的两侧.
(1)如图2,将绕点旋转,保持不动,填空:
①_____________;②_____________;
(2)若按每分钟的速度绕点逆时针旋转,同时按每分钟的速度绕点逆时针旋转,旋转到射线上时都停止运动,设旋转时间为,单位:分),计算 (用含的代数式表示);
(3)若以的速度绕点顺时针旋转,同时射线以的速度绕点顺时针旋转,当旋转一周时,同时停止转动,当射线中的一条是另外两条射线组成的角的平分线时,求运动时间是多少?
【答案】(1)①;②;
(2)或
(3)秒或20秒
【分析】本题考查了角平分线的有关计算,一元一次方程的应用.
(1)转化成已知角的式子计算即可;
(2)利用旋转后的位置进行分类讨论,列出对应的式子即可求解;
(3)利用旋转后的位置进行分类讨论,列出对应的方程即可求解.
【详解】(1)解:①.
故答案为:;
②
.
故答案为:;
(2)解:由题意可知
当与相遇时,由题意得,
解得,
当旋转到射线上时,由题意得,
解得,
当与相遇前,时,,
∴;
当与相遇后,时,,
∴.
综上为或;
(3)解:设运动时间为x,
当与相遇时,
解得,
当旋转一周时,,
解得,
当与相遇前,时,
射线是,两条射线组成的角的平分线,,
解得;
此时,不成立;
当与相遇后,时,
当射线是,两条射线组成的角的平分线时,,
解得;
当射线是,两条射线组成的角的平分线时,,
解得.
综上:运动时间为秒或20秒时,射线中的一条是另外两条射线组成的角的平分线.
【基础题型】
【题型2】数轴单点运动与线段长度计算
1.期末考点总结
核心考点:数轴“左减右加”法则、路程=速度×时间、一元一次方程求解运动时间/线段长度;
命题特点:情境简单(如点从某位置出发匀速运动),无复杂分类,侧重基础公式应用。
2.解题攻略
步骤1:设运动时间为(单位统一),用含的式子表示动点最终位置(初始位置±速度×);
步骤2:根据“线段长度=两点坐标差的绝对值”列方程(如);
步骤3:求解方程,验证解的合理性(如时间非负)。
【例题2】.(24-25六年级上·上海杨浦·期末)如图,线段,动点从点出发,以每秒的速度沿着射线的方向运动.
(1)当点出发多少秒后,的长度等于长度的2倍?
(2)当点的运动时间超过9秒,设点为的中点,点为的中点,的长度是否是一个定值?如果是,求出这个值;如果不是,请说明理由,
【答案】(1)秒或秒
(2)的长度是一个定值,这个值是
【分析】本题考查了两点之间的距离,一元一次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元一次方程是解题的关键.
(1)设运动时间为秒,得到,,得到或,解方程即可得到答案;
(2)根据题意得出,,结合,即可得到答案.
【详解】(1)解:设运动时间为秒,
,,
,
或
解得或,
答:当点出发秒或秒后,的长度等于长度的2倍
(2)解:当点的运动时间超过9秒,则点P在点B的右侧,
点为的中点,点为的中点
,,
又,
,
答:的长度是一个定值,这个值是.
【变式题2-1】.(23-24七年级上·福建龙岩·期末)已知线段,点在线段上,且.
(1)求线段,的长;
(2)点是线段上的动点,线段的中点为,设.
①请用含有的式子表示线段,的长;
②若三个点,,中恰有一点是其它两点所连线段的中点,则称,,三点为“和谐点”,求使得,,三点为“和谐点”的的值.
【答案】(1),
(2)①当点在线段上时,,;当点在线段上时,,;②的值为或
【分析】本题考查两点间的距离,熟练掌握线段中点的定义和线段的和差是解题关键.
(1)由线段,点C在线段上,且,可得答案;
(2)①分当点在线段上时和当点P在线段上两种情况分别计算即可;②分情况列方程可得的值.
【详解】(1)解:解:∵线段,点C在线段上,且,
∴,;
(2)解:①当点在线段上时,
∵点是的中点,
∴,
,;
当点在线段上时,
∵点是的中点,
∴,
,;
②当点在线段上时,则,
∴,
解得:,
当点在线段上时,
则,
∴,
解得:,
综上:的值为或.
【变式题2-2】.(25-26七年级上·山西运城·期中)已知线段,点C是线段延长线上一个动点,D是线段的中点.
(1)如图,若,求线段的长;
(2)若的长逐渐增大,则的长的变化趋势是 ;
①变小;②变大;③先变大,后变小;④先变小,后变大.
(3)若,画出所有符合条件的图形并分别写出线段的长.
【答案】(1)
(2)④
(3)见解析,或
【分析】本题主要考查线段的和差及中点的性质,熟练掌握线段的和差及中点的性质是解题的关键;
(1)由题意易得,则有,然后问题可求解;
(2)根据线段中点的性质可进行求解;
(3)由题意可分点D在线段上和当点D在线段的延长线上,进而分类求解即可.
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
∵D是线段的中点,
∴,
∴.
(2)解:由题意得:当的长逐渐增大时,线段的中点D由点B逐渐向点A靠近,然后再远离点A,所以的长的变化趋势是先变小,后变大;
故选④;
(3)解:由题意得:
情况1:如图,
∵,,
∴,
∵D是线段的中点,
∴,
∴;
情况2:如图,
∵,,
∴,
∵D是线段的中点,
∴,
∴.
【变式题2-3】.(25-26七年级上·河南郑州·月考)阅读理解:
定义:在数轴上表示和的两点之间的距离是,这是绝对值的几何意义.如图,在数轴上,点表示的数是,点表示的数为3,则之间的距离为.另,线段的中点表示的数是,即;
(1)若在数轴上有、、三点,点对应的数是,且、两点间的距离为6,为的中点,则点所对应的数是___________.
(2)当满足___________时,的值最小,最小值为___________.
(3),则___________.
(4)若数轴上点表示的数是4,点表示的数是16,动点从点开始以每秒3个单位长度的速度向数轴正半轴方向运动,求多少秒后点到点的距离是到点距离的2倍?
【答案】(1)或
(2);1
(3)或
(4)或8秒后点到点的距离是到点距离的2倍
【分析】本题主要考查数轴上的点表示有理数,两点之间距离的计算,一元一次方程的运用,掌握两点之间距离的计算,一元一次方程的运用是解题的关键.
(1)根据两点之间距离的计算方法,分类讨论即可求解;
(2)根据两点之间距离的计算方法,当表示数x的点在表示数2的点与表示数3的点之间时,值最小,由此即可求解;
(3)根据绝对值的几何意义可得表示x与y在数轴上的距离为16,表示x与z在数轴上的距离为30,再分类讨论y和z在x的同侧或异侧时进行求解;
(4)根据题意,设运动时间为t,则点P表示的数为,根据两点之间距离的计算方法,分类讨论即可求解.
【详解】(1)解:∵A点对应的数是,且A、B两点间的距离为6,
∴当B点在A点的右边时,,
∴点B表示的数为2,
∴点C表示的数为:;
当B点在A点的左边时,,
∴点B表示的数为,
∴点C表示的数为:;
故答案为:或;
(2)解:根据题意,表示数轴上x到2和3的距离之和,
∴当x在2和3之间时,距离和最小,最小值为,
∴x的取值范围,
故答案为:,1;
(3)解:根据绝对值的几何意义可得表示x与y在数轴上的距离为16,
表示x与z在数轴上的距离为30,
当y和z在x的同侧时,假设x在数轴上的某点,y和z都在x的左边(或都在右边),
∴此时y和z的距离为“x到z的距离”与“x到y的距离”的差,
∴,
当y和z在x的异侧时,假设y在x的左边,z在x的右边(或反之),
∴此时y和z的距离为“x到z的距离”与“x到y的距离”的和,
∴,
综上,的值为或,
故答案为:或;
(4)解:∵点M表示的数是4,点N表示的数是16,动点P从点M开始以每秒3个单位长度的速度向数轴正半轴方向运动,
∴设运动时间为t,
∴点P表示的数为,
∴当点P在之间时,,
解得秒;
当点P在点N右边时,,
解得秒;
综上所述,点P到点M的距离是到点N距离的2倍时,时间为或8秒.
【题型3】角的单角旋转与度数计算
1.期末考点总结
核心考点:旋转角度=旋转速度×时间、角的和差关系、一元一次方程建模;
命题特点:常结合时钟(时针/分针旋转)、直尺旋转等生活情境,难度较低。
2.解题攻略
步骤1:明确角的初始度数、旋转方向、旋转速度(如时钟分针每分钟转);
步骤2:用表示旋转后的角度(初始角度±速度×,顺减逆加);
步骤3:根据题干条件(如旋转后角度为某定值、与另一角相等)列方程求解。
【例题3】.(2025七年级上·吉林长春·专题练习)操作:在一张白纸上画一条直线,把一块直角三角板的直角顶点放在直线上.
(1)如图(1),当点都在直线上方时,试判断与的度数之和是多少,并说明理由.
(2)如图(2),把直角三角板绕点旋转,使点在直线的下方,点仍在直线的上方,用测量或分析的方法完成下表,并判断与的数量关系.
的度数
的度数
数量关系:___________
(3)如图(3),继续把直角三角板绕点旋转,使点和点都在直线的下方,你发现与又有什么样的数量关系呢?请直接写出结论:___________
【答案】(1),理由见解析
(2)见解析,
(3)
【分析】本题考查的是角的计算,关键在于理解角的大小关系.
(1)根据题意,易得;
(2)因为,,所以;
(3)因为,,所以.
【详解】(1)解:,
证明:∵点M、C、N在同一条直线上,
∴,
∵,
∴;
(2)解:填表如下表所示:
的度数
的度数
∵,,
∴;
故答案为:;
(3)解:在图3中,∵,,
∴.
故答案为:.
【变式题3-1】.(25-26七年级上·宁夏固原·月考)如图,,是直线上一点,现将一直角三角板的直角顶点放在点O处,一边在射线上,另一边与都在直线的上方.现将图1中的三角板绕点以每秒的速度沿顺时针方向旋转一周.
(1)如图2,经过多少秒后,线段恰好平分;
(2)在(1)的条件下,线段是否平分?请说明理由.
【答案】(1)经过2秒后,平分
(2)平分,理由见解析
【分析】本题考查的是角平分线的有关计算,正确理解角平分线定义是解题关键,
(1)先求出,得出,求出,即可求出运动时间;
(2)根据所求得出结论.
【详解】(1)解:∵,
,
∵线段恰好平分
,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴经过2秒后,平分;
(2)解:平分,理由如下:
∵,
∴平分.
【变式题3-2】.(24-25七年级上·全国·期末)如图1,已知,点为直线上一点,在直线的上方,.一直角三角板的直角顶点放在点处,三角板一边在射线上,另一边在直线的下方.
(1)在图1的时刻,的度数为________,的度数为________;
(2)如图2,当三角板绕点旋转至一边恰好平分时,求的度数;
(3)在三角板绕点旋转一周的过程中,求与之间的数量关系.
【答案】(1)120,150
(2)30
(3)或
【分析】本题考查角平分线的定义,邻补角互补,角的和差.
(1)根据邻补角互补求出,,再由角的和差即可求出;
(2)根据角平分线求出,再由角的和差即可求解;
(3)分两种情况讨论:①当三角板绕点O旋转至一边在的内部时,②当三角板绕点O旋转至一边不在的内部时,根据角的和差分别求解即可.
【详解】(1)解:∵,,
∴,,
∴;
故答案为:120,150;
(2)解:∵,平分,
∴,
∵,
∴;
(3)解:分两种情况:
当三角板绕点O旋转至一边在的内部时,如图,
设的延长线为,则,
∵,
∴,
∵,
∴;
当三角板绕点O旋转至一边不在的内部时,如图:
∵,,
∴;
综上所述,与的关系为:或.
故答案为:或.
【变式题3-3】.(24-25七年级上·河南郑州·阶段练习)如图,点O为直线上一点,过点O作射线OC,使,将一个含角的直角三角尺的一个顶点放在点O处,斜边与直线重合,另外两条直角边都在直线的下方.
(1)将图1中的三角尺绕着点O逆时针旋转,如图2所示,此时 ;在图2中,是否平分?请说明理由;
(2)紧接着将图2中的三角板绕点O逆时针继续旋转到图3的位置所示,使得在的内部,请探究:与之间的数量关系,并说明理由;
(3)将图1中的三角板绕点O按每秒的速度沿逆时针方向旋转一周,在旋转的过程中,第t秒时,直线恰好平分锐角,则t的值为 (直接写出结果)
【答案】(1),平分,见解析
(2)相等,见解析
(3)4.5秒或40.5秒.
【分析】(1)根据和含角的直角三角尺的特点,算出,得到,即可解题;
(2)根据题意算出,,利用,,即可解题;
(3)根据直线恰好平分锐角,且,可分为当在直线的下方,且,以及当在直线的上方,且,再根据三角板绕点O按每秒的速度沿逆时针方向旋转,建立关于t的等式即可求解.
本题考查了旋转的性质、角的运算,角平分线的判定,解题的关键是掌握以上知识点.
【详解】(1)解:如图2,由旋转的性质可知,,
故答案为:;
平分.理由如下:
,
,
而,
,则平分.
(2)解:.
理由如下:如图3,
,
,
,
,
.
(3)解:直线恰好平分锐角,且,
或,即,
①当在直线的下方,
有(秒),
②当在直线的上方,
(秒).
故答案为:4.5秒或40.5秒.
【提升题型】
【题型4】数轴双点相遇问题
1.期末考点总结
核心考点:相遇问题模型(路程和=初始距离)、一元一次方程情境化建模;
命题特点:融入生活情境,需转化文字条件为数学关系。
2.解题攻略
步骤1:设相遇时间为,明确两点初始位置、运动速度(同向/相向);
步骤2:相向运动时,列方程:;
步骤3:求解后,可延伸计算相遇点坐标(代入单点运动公式)。
【例题4】.(24-25七年级下·黑龙江佳木斯·阶段练习)数轴上三点对应的数为,动点从出发,每秒向右移动单位,同时动点从出发,每秒向左移动单位.
(1)几秒后相遇?
(2)相遇时点对应的数是多少?
【答案】(1)秒
(2)
【分析】本题主要考查数轴上的点表示有理数,两点之间距离的计算,掌握数轴的特点是关键.
(1)根据题意,运用路程等于速度和乘以时间,由此列式即可求解;
(2)运用两点之间距离的计算即可.
【详解】(1)解:∵单位,
∴秒,
∴秒后相遇;
(2)解:点对应的数是: .
【变式题4-1】.(2025七年级上·广东深圳·专题练习)周末,甲、乙两人相约去某自行车道骑车,甲从A入口进入自行车道,向B入口方向骑行,甲出发后乙从B入口进入自行车道,向A入口方向骑行.已知A,B两地相距,甲的平均速度是,乙的平均速度是.设甲骑行的时间为.
(1)在两人骑行的过程中,甲骑行的路程为___________,乙骑行的路程为___________.(用含x的代数式表示)
(2)当甲、乙两人相遇时,求x的值.
(3)两人相遇后,甲继续以原速度向B入口骑行,乙休息后掉头按原速度返回B入口.在乙返回途中,当甲、乙两人相距时,求x的值.
【答案】(1),
(2)当甲、乙两人相遇时,x为1
(3)当甲、乙两人相距时,x的值为或
【分析】本题考查列代数式,一元一次方程的应用,行程问题、相遇问题和分段行程的分析.分阶段分析路程关系:相遇时用“路程和总距离”列方程;相遇后根据“路程差间距”列方程是解题关键.
(1)根据公式“路程速度时间”列式即可;
(2)根据公式“两人路程和总距离”和(1)的计算结果列方程即可;
(3)首先计算甲、乙与相遇点的距离,再分乙未追上甲和乙超过甲两种情况分类讨论.
【详解】(1)解:根据题意,
甲骑行的时间为,乙骑行的时间为,
甲的平均速度是,乙的平均速度是,
甲骑行的路程为,乙骑行的路程为,
答:,.
(2)设:根据题意,
当两人相遇时,甲、乙路程之和为,
,
解得,
当两人相遇时,骑行时间为1h.
答:当甲、乙两人相遇时,为1.
(3)解:两人相遇后,甲继续以原速度向B入口骑行,乙休息后掉头按原速度返回B入口,
∴甲与相遇点的距离为,
乙与相遇点的距离为,
①当乙未追上甲时,且甲、乙两人相距时,
,解得;
②当乙超过甲时,且甲、乙两人相距时,
,解得.
综上所述,x的值为或.
答:当甲、乙两人相距时,x的值为或.
【变式题4-2】.(25-26七年级上·吉林·期中)【阅读理解】整体思想是从问题的整体性质出发,根据题目的结构特征,把某一组数或某一个代数式看作一个整体,找出整体与局部的联系,从而找到解决问题的新途径.例如,求的值,我们将作为一个整体代入,则原式.
(1)如果代数式的值为,那么代数式的值为_______.
(2)如图,若,求长方形与的面积差.
(3)两地相距千米,某日,甲从地出发前往地,同时,乙从地出发前往地.已知甲每小时行千米,乙每小时行千米,经过小时,甲、乙二人相遇.直接写出甲、乙两人相距千米的时间.
【答案】(1)
(2)
(3)小时或小时
【分析】本题主要考查列代数式,求解代数式的值,正确理解题意是做题的关键.
(1)利用整体思想,将原式化为,即可求值;
(2)先根据图形列出代数式,再整体代入即可;
(3)根据题意列方程,再整体代入解方程即可.
【详解】(1)解:由题意得,,
,
.
故答案为:.
(2)解:由图可得长方形与的面积差为:
答:长方形与的面积差为.
(3)解:由题意得,,
.
设经过小时甲、乙两人相距千米,
则或,
即或,
解得,或.
答:甲、乙两人相距千米的时间为小时或小时.
【变式题4-3】.(25-26七年级上·贵州贵阳·期中)已知、两点在数轴上,对应的数是,点在的右边,且距点个单位长度.
(1)直接写出点所对应的数:______;
(2)当点到点、的距离之和是个单位时,求点所对应的数;
(3)现在有一只电子蚂蚁从点出发,以每秒个单位的速度向右运动,同时另一只电子蚂蚁恰好从点出发,以每秒个单位的速度向左运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的点相遇,求点所对应的数.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】本题主要考查数轴上的点的表示,数轴上两点之间的距离等知识,解题的关键在于根据题意列方程.
(1)根据对应的数是,点在的右边,且距点个单位长度,可列式为即可求值;
(2)设点所对应的数为,分情况讨论,列方程求值即可;
(3)先求出相遇时的时间,再算点所对应的数即可.
【详解】(1)解:由题意得,,即点所对应的数为.
故答案为:.
(2)解:设点所对应的数为,
当点在点左侧时,可列方程:,
解得,;
当点在点、之间时,此时,,故舍去;
当点在点右侧时,可列方程:,
解得,.
综上,点所对应的数为或.
(3)解:设运动时间为秒,
根据题意可列方程:,
解得,.
点所对应的数为:.
答:点所对应的数为.
【题型5】角的双角叠合与定值探究
1.期末考点总结
核心考点:双角旋转的角度关系、分类讨论叠合情况(部分叠合、完全叠合)、方程验证定值;
命题特点:常以“探究某角度是否为定值”形式命题,需结合角的和差列方程。
2.解题攻略
步骤1:设旋转时间为,分别表示两个角的旋转角度(,);
步骤2:分情况讨论叠合关系(如或);
步骤3:列方程求解,若解中不含,则该角度为定值。
【例题5】.(24-25七年级上·江苏淮安·期末)将一副直角三角板如图1摆放在直线上(直角三角板和直角三角板),保持三角板不动,将三角板绕点以每秒的速度顺时针旋转直至边第一次重合在直线上,旋转时间记为秒.
(1)如图2,当秒时,求的度数;
(2)当____秒时,平分;
(3)若在三角板开始旋转的同时,另一个三角板也绕点以每秒的速度顺时针旋转,当旋转至直线上时同时停止.
①当时,求t的值;
②请直接写出在旋转过程中,与的数量关系(数量关系中不含t):_______.
【答案】(1)
(2)
(3)①或;②
【分析】本题考查的是角平分线的定义及角的计算,
(1)根据题意得,根据角的和差关系计算得出结论即可;
(2)根据角平分线定义得出,再结合旋转速度求出时间即可;
(3)①分两种情况:当相遇前或当相遇后,分别求出时间即可;②分两种情况:当在异侧时或当在同侧时,分别先求出,即可求出结论.
【详解】(1)解:如图2,当秒时,,
,
,
;
(2)解:平分,,
,
将三角板绕点以每秒的速度顺时针旋转,
,
解得:,
故答案为:;
(3)①在三角板开始旋转的同时,另一个三角板也绕点以每秒的速度顺时针旋转,
,
,
分两种情况:当相遇前时,
解得:;
当相遇后时,
解得:;
综上所述,或;
②,理由如下:
分两种情况:当在异侧时,如图:
由题意得:,
,
;
当在同侧时,如图:
由题意得:,
,
;
综上所述,.
【变式题5-1】.(24-25七年级上·福建龙岩·期末)如图,,把一块含角()三角板与摆在同一平面内,且角的顶点与顶点重叠,平分,平分.(本题中的角均大于且小于的角)
(1)如图1,当,重合,且三角板的另一边在的外部时,求的度数;
(2)如图2,把三角板摆放不同位置时,令.在备用图上画图并完成探究:
①探究的大小是否改变,若有改变,请用含的式子表示;若没有改变,请求出定值.并采用图2说明理由;
②在三角板摆放的不同位置中,是否存在使得,若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①的大小不变,;②存在使得,或
【分析】本题主要考查了角平分线的定义,一元一次方程的应用,解题的关键是数形结合,注意进行分类讨论.
(1)根据角平分线的定义进行计算即可;
(2)①根据图2,利用角平分线的定义进行计算即可;
②分二种情况:当时,当时,设,,列出方程,解方程即可.
【详解】(1)解:平分,平分,,,
,,
.
(2)解:①的大小不变,为,理由如下:
平分,平分,
,,
,
,
又∵,
,
,
∴为定值;
②存在使得,理由如下:
平分,平分,
∴设,,
情况1,如图:当时,
,
∴,
①,
,
,
∴②,
由①②得:,
;
情况2,如图:当时,
,
,
,
①,
,
,
,
②,
由①②得,
,
综上所述,或.
【变式题5-2】.(24-25七年级上·江西抚州·期末)如图(1),点为直线上一点,过点作射线,使.将一直角三角板的直角顶点放在点处,一边在射线上,另一边在直线的下方.
(1)将图(1)中的三角板绕点按每秒的速度沿逆时针方向旋转秒,此时恰好第一次平分钝角,则的值为多少?
(2)将图(1)中的三角板绕点逆时针旋转至图(2),使一边在的内部,直线恰好平分,问:直线是否平分?请说明理由.
(3)将图(1)中的三角板绕点O顺时针旋转至图(3),使在的内部,请探究:
①与之间的数量关系,并说明理由.
②的值是否为定值,如果是,请求出这个定值是多少?如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)直线平分,理由见解析
(3)①,理由见解析;②
【分析】本题主要考查的是角的计算、角平分线的定义的运用;
(1)根据角平分线的定义得出,结合题意,即可求解;
(2)根据角平分线的定义得出,进而根据,求得,即可得出结论;
(3)①根据,,分别求得,,再根据进行计算,即可得出与的数量关系;
②根据图形可得 ,进而根据 ,即可求解.
【详解】(1)平分,
,
又,
,
(2)直线平分,理由如下:
设的延长线为,如图2,
∵平分,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
即直线平分;
(3)①结论:.
理由:如图3中,
,,
,,
,
与的数量关系为:.
②
【变式题5-3】.(24-25七年级下·江苏连云港·期中)【操作思考】将一副直角三角板(分别含和的角)叠放在量角器上,、分别是三角板和三角板的角平分线.
【特例感知】
(1)如图1,如果点、、在同一直线上,边与量角器的刻度线重合,边与量角器刻度线重合,那么______;
【拓展探究】
(2)如图2,将三角板绕点顺时针旋转一定的角度,三角板不动,使两个直角三角板有重叠.
①当时,求的度数;
②当时,______;(用含的式子表示)
【解决问题】
(3)如图3,将三角板绕点顺时针旋转,平均每秒旋转,同时将三角板绕点逆时针旋转,平均每秒旋转.当第一次与重合时,两三角板同时停止旋转,设旋转时间为秒,在旋转过程中,是否存在的值,使?若存在,请求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)①;②或;(3)存在,或
【分析】本题考查了旋转的性质,角平分线的有关计算,一元一次方程,熟练利用分类讨论的思想是解题的关键.
(1)利用角平分线的概念即可解答;
(2)①根据角度的转换可得,即可解答;
②分两种情况,即或,根据角度的转换可得,即可解答;
(3)分两种情况,即重合前或重合后,两种情况,逐一解答即可.
【详解】解:(1)、分别是三角板和三角板的角平分线,
,
,
故答案为:;
(2)①当时,
;
②当时,如图,
;
当时,如图,
,
故答案为:或;
(3)存在,
,
解得,
当第一次与重合时,两三角板同时停止旋转,
,
当重合前,
可得,
解得;
当重合前,
可得,
解得;
综上,存在点使,或.
【题型6】数轴动点与线段中点动态问题
1.期末考点总结
核心考点:线段中点公式(若两点坐标为、,中点坐标为)、动点与中点的位置联动;
命题特点:中点随动点运动而变化,需建立中点坐标与动点坐标的方程关系。
2.解题攻略
步骤1:设动点运动时间为,表示动点坐标及另一固定点坐标;
步骤2:用中点公式表示中点坐标,结合题干条件(如中点到某点距离为定值)列方程;
步骤3:分类讨论动点在中点左侧/右侧的情况,避免漏解。
【例题6】.(25-26七年级上·辽宁鞍山·月考)已知关于的方程是一元一次方程,如图,数轴上有三个点对应的数分别为,且满足.
(1)请直接依次写出的值;
(2)点从点出发沿数轴正方向以每秒3个单位长的速度移动了秒,当时,求的值.
(3)在(2)的条件下,若数轴上还有1个动点从点与点同时同向出发匀速运动,点速度为1单位长度/秒,若运动时间为秒,运动过程中,是否存在线段的中点到点的中点距离为3,若存在,请直接写出的值,若不存在,请在横线上说明理由.
【答案】(1),,
(2)或
(3)或
【分析】本题考查数轴上的动点问题,两点之间的距离,一次方程的定义和应用等知识,解题的关键是用含t的代数式表示点运动后所表示的数.
(1)根据一元一次方程的定义可得,即可求出b,根据绝对值、平方的非负性即可求解a、c,问题得解;
(2)分别表示出和,根据题意列出关于t的绝对值方程,求解即可得出答案.
(3)根据运动特点可得,,再根据M为的中点,N为中点,可得,,依据,可得方程,解方程即可求解;
【详解】(1)解:∵是一元一次方程,
∴,解得:,
∵,
又∵,,
∴,,
∴,,
∴,,
即,,;
(2)解:点P表示为:,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得或.
(3)解:∵,,,
∴根据运动特点可得,,
∵M为的中点,N为中点,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴或,
∴或;
【变式题6-1】.(25-26七年级上·广东汕尾·期中)【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,这种解决问题的思想叫做数形结合思想.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、,
①若A、B位置不确定时,则A、B两点之间的距离为:,若点A在B的右侧,即,则A、B两点之间的距离为:;
②线段的中点表示的数为;
③点A向右运动m个单位长度()后,点A表示的数为:,点A向左运动m个单位长度后,点表示的数为:.
同学们可以在数轴上取点验证上述规律,并完成下列问题.
【问题情境】如图:在数轴上点表示数,点表示数1,点表示数9,点、点和点C分别以每秒2个单位长度、1个单位长度和4个单位长度的速度在数轴上同时向左运动,设运动时间为秒.
(1)请你在数轴上标出、、三个点的位置.
(2)请利用上述结论,结合数轴,完成下列问题:表示点到点之间的距离,运动之前,的距离为_____,线段的中点为,则点表示的数为_____;运动秒后,点表示的数为_____(用含的式子表示).
(3)若秒钟过后,,,三点中恰有一点为另外两点的中点,求值.
【答案】(1)见解析
(2)3,3.5,
(3)14或或
【分析】本题考查了一元一次方程的应用和数轴,解题的关键是掌握点的移动与点所表示的数之间的关系,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.
(1)直接将点A、B、C表示在数轴上即可;
(2)根据数轴两点间的距离和中点公式,即可求解;
(3)根据题意得:t秒钟过后,点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为,分三种情况讨论,结合线段的中点表示的数为,即可求解;
【详解】(1)解:如图所示:
(2)解:点A表示数,点B表示数1,点表示数9,
∴的距离为;
线段的中点D表示的数为;
运动t秒后,点A表示的数为;
故答案为:3,3.5,;
(3)解:根据题意得:t秒钟过后,点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为,
当点A是点B,C的中点时,,
解得:;
当点B是点A,C的中点时,,
解得:;
当点C是点A,B的中点时,,
解得:;
综上所述,t的值为14或或.
【变式题6-2】.(25-26七年级上·北京海淀·月考)已知数轴上两点、,其中表示的数为,表示的数为对于在数轴上一点(不与点、点重合),若线段与的长度之比为,则称叫做点、的“倍伴随点”,记作.
例如,图所示:若点是线段的中点时,有,则称点为点、的“倍伴随点”,记作.
请根据上述规定回答下列问题:
(1)已知,如图,点,,为数轴上三个点,点表示的数是.
______;
比较、与的大小______(用“”连接);
(2)已知点是数轴上点、的“倍伴随点”,请你直接写出点表示的数为______;
(3)已知数轴上三点,,,点、分别为、的中点,满足,且此时点是点、的“倍伴随点”,求的值及点表示的数.
【答案】(1)①;②
(2)或
(3),点表示的数为;点表示的数为
【分析】(1)求出,,根据“倍伴随点”的定义,进行求解即可;
根据定义,结合点在数轴上的位置,进行比较即可;
(2)根据点是数轴上点、的“倍伴随点”,结合定义进行求解即可;
(3)分在点左侧,和在点右侧,进行讨论求解即可.
本题考查了数轴上两点间的距离,一元一次方程的应用,掌握“倍伴随点”的定义是关键.
【详解】(1)由图可知:,,
,
,
故答案为:;
由题意,得:,
由图可知:,,
分数的分子越大,分母越小,分数就越大,
,
,
故答案为:;
(2)点是数轴上点、的“倍伴随点”,
,
,
设:点所表示的数为,
当在中间时:,解得:;
当在的右侧时:,解得:;
综上:点表示的数为:或;
故答案为:或;
(3)设点表示的数为,
当在点左侧时,,,
点、分别为、的中点,
,,
,
,
,
,
解得:,
,,
;
当在点右侧时,,,
点、分别为、的中点,
,,
,
,
,
,
解得:,
,,
;
综上:,点表示的数为;点表示的数为.
【变式题6-3】.(25-26七年级上·山西吕梁·期中)如图,在数轴上的三个点分别表示有理数a、b、c,且a、b、c满足,,,c是最小的正整数.
(1)请直接写出_______,_______,_______.
(2)若点A沿数轴向左运动,速度为每秒1个单位,点B和点C沿数轴向右运动,速度分别是2个单位/秒、3个单位/秒.设运动时间为t(秒).
①2秒后,点A、B、C分别表示的有理数.
②请问:的值是否随着时间t的变化而变化?若不变化,求这个不变的值;若变化,求这个值的变化范围.
(3)若把(2)中点B和点C的运动速度互换,请问:在运动过程中,t为何值时,点B、点C分别到原点O的距离相等?(直接写出结果)
【答案】(1),,1;
(2)①,1,7;②不随时间t的变化而变化,这个不变的值为11
(3)t为秒或4秒
【分析】本题考查数轴上的动点问题,整式加减的应用以及一元一次方程的应用;
(1)根据绝对值的意义,有理数的加法和乘法,以及有理数的分类,即可求得的值;
(2)①根据题意列出代数式即可;②写先出、的长度,然后再利用整式的加减计算即可;
(3)先根据题意列出代数式,、点表示的数分别为:,,分两种情况进行讨论:当点在原点左侧,当点在原点右侧,分别列出方程进行求解即可.
【详解】(1)解: ,
∴,
∵,
∴时,,不符合题意舍去;
时,,符合题意;
∴,;
∵c是最小的正整数,
∴;
(2)解:①设运动时间为t(秒),
点A沿数轴向左以每秒1个单位的速度运动,点B和点C沿数轴向右运动,速度分别是2个单位/秒,3个单位秒.设运动时间为t(秒)
、、点表示的数分别为:,,,
∴2秒后,点A、B、C分别表示的有理数为:,,;
②的值不随t的值改变而改变,这个值为11,
∵、、点表示的数分别为:,,,
∴ ,,
∴.
(3)解:点B和点C的运动速度互换,
、点表示的数分别为:,,
当点在原点左侧,点B、点分别到原点的距离相等时,,
解得:;
当点在原点右侧,点B、点分别到原点的距离相等时,,
解得:;
综上分析可知:当或时,点B、点分别到原点的距离相等.
【题型7】数轴动点追及问题(含参数与临界值)
1.期末考点总结
核心考点:追及问题模型(路程差=初始距离)、参数讨论(如速度为含字母的简单表达式)、临界状态判断;
命题特点:近3年江苏、浙江期末真题高频题型,含“能否追上”“何时相距某距离”等探究性问题。
2.解题攻略
步骤1:设追及时间为,明确追及者与被追及者的速度关系(才可能追上);
步骤2:列方程:,求解;
步骤3:若速度含参数(如),需讨论参数取值范围,判断追及是否存在(为有效解)。
【例题7】.(25-26七年级上·四川泸州·期中)已知a是最大的负整数,b是的相反数,,且a、b、c分别是点A、B、C在数轴上对应的数.
(1)求a、b、c的值,并在数轴上标出点A、B、C.
(2)若动点P从点A出发沿数轴正方向运动,动点Q同时从点B出发也沿数轴正方向运动,点P的速度是每秒3个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度,求运动几秒后,点P可以追上点Q?
(3)在数轴上是否存在点M,使点M到A,B,C,三点的距离之和等于12?若存在,请求出所有点M对应的数,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,,数轴见解析
(2)运动秒后,点可以追上点Q
(3)存在,点对应的数是或
【分析】此题主要考查了一元一次方程的应用,与数轴有关计算问题,能够正确表示数轴上两点间的距离:两点所对应的数的差的绝对值是解题的关键.
(1)根据整数、相反数、绝对值有关概念求出a、b、c的值,然后在数轴表示即可;
(2)设运动秒后,点可以追上点,点表示数,点表示,根据题意列方程求解即可;
(3)设点M在数轴上对应的数为,根据题意分情况求解即可.
【详解】(1)解: a是最大的负整数,即;
是的相反数,即,
,
所以点、、在数轴上位置如图所示:
(2)解:设运动秒后,点可以追上点,
则点表示数,点表示,
依题意得:,
解得:.
答:运动秒后,点可以追上点;
(3)解:存在点,使到、、三点的距离之和等于,
设点M在数轴上对应的数为,
当在点左侧,,解得则M对应的数是:;
当在之间,,解得,不合题意,舍去;
当在之间,,解得,则对应的数是;
当在右侧时, 解得,不合题意,舍去,
综上所述:故使点到、、三点的距离之和等于,点M对应的数是或.
【变式题7-1】.(25-26七年级上·浙江嘉兴·期中)如果点M、N在数轴上分别表示实数m,n,在数轴上M,N两点之间的距离表示为或或.利用数形结合思想解决下列问题:
已知数轴上点A与点B的距离为16个单位长度,点A在原点的左侧,到原点的距离为26个单位长度,点B在点A的右侧,点C表示的数与点B表示的数互为相反数,动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,设移动时间为t秒.
(1)点表示的数为___________,点表示的数为___________,点表示的数为___________.
(2)用含的代数式表示到点和点的距离:___________,___________.
(3)当点运动到点时,点从点出发,以每秒3个单位的速度向点运动.在点向点运动过程中,能否追上点?若能,请求出点运动几秒追上.
【答案】(1),,
(2)t,
(3)在点向点运动过程中,能追上点,点运动8秒追上
【分析】本题考查了一元一次方程的应用,数轴,列代数式,解题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.
(1)由点在原点的左侧,到原点的距离为26个单位长度,可知点表示的数为,根据点在点的右侧,点与点的距离为16个单位长度,得出点表示的数为,由点表示的数与点表示的数互为相反数,即可得到点表示的数;
(2)根据路程速度时间,可得,由可得;
(3)在点向点运动过程中,设点运动秒追上点,根据点追上点时,点运动的路程点运动的路程,列出方程,解方程即可.
【详解】(1)解:∵点A在原点的左侧,到原点的距离为26个单位长度,
∴点表示的数为,
∵点B在A点右侧,点A与点B的距离为16个单位长度,且,
∴点表示的数为,
∵点C表示的数与点B表示的数互为相反数,
∴点表示的数为10;
故答案为:,,;
(2)解:,;
故答案为:t,;
(3)解:在点向点运动过程中,设点运动秒追上点,
根据题意得,
解得.
答:在点向点运动过程中,能追上点,点运动8秒追上.
【变式题7-2】.(25-26七年级上·重庆璧山·期中)如图,在数轴上点表示的数是,点示的数是,原点是,且,满足.
(1)求出点与点之间的距离;
(2)若在数轴上存在一点,且点到点的距离是点到点的距离的倍,求点所表示的数;
(3)现有动点从点以个单位长度/秒的速度沿数轴向左运动,当点运动到点时点从点以个单位长度/秒的速度沿数轴向左运动设点运动的时间为秒,当为何值时点与点相距个单位长度?
【答案】(1);
(2)或;
(3)或.
【分析】本题主要考查了数轴上的动点问题、绝对值和平方的非负性、解一元一次方程.解决本题的关键是用含的代数式表示出点的位置,再根据两点之间的距离公式列方程.
根据绝对值的非负性和平方的非负性可得:,,解方程即可求出、的值;
点到点的距离是点到点的距离的倍,列方程求解,本题分为当点在点与点之间时,当点在点的右侧时两种情况.
根据点和之间的距离和点运动的速度可以求出点运动到点的时间,根据点与点相距个单位,可以列方程求解,本题分为当点在点右侧时和当点在点左侧时,两种情况.
【详解】(1)解:,
,,
,,
点与点之间的距离为;
(2)解:设点所表示的数为,
当点在点与点之间时,
根据题意可得:,
解得:;
当点在点的右侧时,
根据题意可得:,
解得:;
点表示的数是或;
(3)解:点运动到点的时间是(秒).
经过秒后,点表示的数是,点表示的数是,
当点在点右侧时,,解得;
当点在点左侧时,,解得;
所以当为秒或秒时,点与点相距1个单位长度.
【变式题7-3】.(25-26七年级上·江苏苏州·期中)数学实验室:
唐代文学家韩愈曾赋诗:“天街小雨润如酥,草色遥看近却无”,当代印度诗人泰戈尔也写道:“世界上最遥远的距离,不是瞬间便无处寻觅;而是尚未相遇,便注定无法相聚”,距离是数学、天文学、物理学中的热门话题,唯有对宇宙距离进行测量,人类才能掌握世界尺度.
数轴是一个非常重要的工具,它使数和数轴上的点建立起一一对应的关系,揭示了数与点之间的内在联系,它是“数形结合”的基础:我们知道,它的几何意义是数轴上表示4的点与原点(即表示0的点)之间的距离,又如式子,它的几何意义是数轴上表示7的点与表示3的点之间的距离,也就是说,在数轴上,如果点A表示的数记为,点B表示的数记为,则A、B两点间的距离就可记作.
利用数形结合思想回答下列问题:
(1)利用上述表示方法,“表示的点与表示3的点之间的距离”表示为______.(不化简)
(2)结合上面的理解,若,则______.
(3)当是______时,代数式.
(4)若点A表示的数,点B与点A的距离是5,且点B在点A的右侧,动点P、Q分别从A、B同时出发,点P先沿数轴正方向运动,速度是每秒3个单位长度,到达点B后立刻以原速向数轴负半轴运动.点Q沿数轴负方向运动,速度是每秒1个单位长度,求运动几秒后,点P与点Q相距1个单位长度?(请写出必要的求解过程)
【答案】(1)
(2)5或1
(3)或
(4)1秒或2秒或3秒或秒
【分析】本题考查了数轴上两点之间的距离,绝对值方程,解题的关键是熟练掌握数轴上两点之间的距离的求解方法.
(1)根据数轴上两点之间的距离公式即可求解;
(2)由得到或,再解方程即可;
(3)分类讨论去绝对值,再解一元一次方程即可;
(4)点表示的数为,设运动时间为,当时,点表示的数为,点表示的数为,则由题意得,;当时,点表示的数为,点表示的数为,由题意得,,再分别解绝对值方程即可.
【详解】(1)解:由题意得,“表示的点与表示3的点之间的距离”表示为,
故答案为:,
故答案为:;
(2)解:
则或
解得或,
故答案为:5或1;
(3)解:
时,,解得;
时,,不符合题意,舍;
时,,解得,
∴当或时,,
故答案为:或;
(4)解:∵点A表示的数,点B与点A的距离是5,且点B在点A的右侧,
∴点表示的数为,
秒,
设运动时间为
当时,点表示的数为,点表示的数为,
则由题意得,,
即或
解得或;
当时,点表示的数为,点表示的数为,
由题意得,
即或
解得或,
综上:运动1秒或2秒或3秒或秒后,点P与点Q相距1个单位长度.
【培优题型】
【题型8】动角问题与角平分线动态综合
1.期末考点总结
核心考点:角平分线性质(角平分线分角为两个相等角)、动态角的比例关系、分类讨论旋转方向;
命题特点:北京、福建中考真题改编题型,难度较高,需结合角的和差与角平分线性质列方程。
2.解题攻略
步骤1:设旋转时间为,表示旋转后的两个角及角平分线分后的角;
步骤2:根据题干条件(如某分角与另一角的和为定值、比例为)列方程;
步骤3:分顺时针/逆时针旋转两种情况讨论,验证每种情况的解是否符合角的范围()。
【例题8】.(23-24七年级上·贵州遵义·期末)请阅读以下信息:从一个角的顶点出发,在角的内部引两条射线,如果这两条射线所组成的角等于这个角的一半,那么这两条射线所成的角叫做这个角的“内半角”.如图①,若射线,在的内部,且,则称是的“内半角”.
请根据以上信息,解决下面的问题:
(1)如图①,,.若是的“内半角”,则_______.
(2)如图②,已知,将绕点O按顺时针方向旋转一个角度 至,即,其中.若是的“内半角”,求的度数.
(3)把一块含的三角板按如图③方式放置,使边与边重合,边与边重合.如图④,将三角板绕顶点O以每秒的速度按顺时针方向旋转一周,旋转时间为t秒.当射线,,,构成“内半角”时,请直接写出t的值.
【答案】(1)
(2)
(3)t的值为或30
【分析】本题主要考查了几何图形中角度的计算:
(1)根据题意算出的度数,利用即可算出的度数;
(2)根据旋转性质可推出和,然后可用含有α的式子表示和的度数,根据是的内半角,即可求出α的值;
(3)根据旋转一周构成内半角的情况总共有两种,分别画出图形,求出对应t值即可.
【详解】(1)解:∵是的内半角,,
∴,
∴,
故答案为:;
(2)解:∵,
∴,
∵是的内半角,
∴,即,
解得:,
∴α的值为;
(3)解:①如图所示,此时是的内半角,
由旋转性质可知:,
∴,
∵是的内半角,
∴,即,
解得:;
②如图所示,此时是的半角,
由旋转性质可得:,
∴,
∵是的内半角,
∴,即,
解得:;
综上所述:当射线构成内半角时,t的值为或30.
【变式题8-1】.(22-23七年级上·吉林白城·期末)如图所示,以直线上的一点为端点,在直线的上方作射线,使,将一块直角三角板()的直角顶点放在点处,且直角三角板在直线的上方.设 .
(1)当时,求的大小;
(2)当恰好平分时,求的值;
(3)当时,嘉嘉认为与的差为定值,淇淇认为与的和为定值,老师说,两人的说法都正确,但是需要对分别附加条件.请你补充完整下面的信息:
当时,__________;
当时,__________.
【答案】(1)
(2)
(3);
【分析】()先求出,再根据角的和差关系即可求解;
()由角平分线的定义可得,进而根据角的和差关系即可求解;
()根据的取值范围,分别画出图形,利用角的和差关系解答即可;
本题考查了角的和差,角平分线的定义,正确识图是解题的关键.
【详解】(1)解:当时,,
∴,
∵,
∴;
(2)解:当恰好平分时,,
∴,
∴,
故答案为:;
(3)解:当时,如图,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴;
当时,如图,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴;
故答案为:;.
【变式题8-2】.(24-25七年级上·江苏无锡·月考)定义:从一个角的顶点出发,在角的内部引两条射线,如果这两条射线所成的角等于这个角的一半,那么这两条射线所成的角叫做这个角的内半角.如图①所示,若,则是的内半角.
(1)如图①所示,已知,,是的内半角,则________.
(2)如图②,已知,将绕点O按顺时针方向旋转一个角度至,当旋转的角度为何值时,是的内半角?
(3)已知,把一块含有角的三角板如图③叠放,将三角板绕顶点O以/秒的速度按顺时针方向旋转,如图④,问:在旋转一周的过程中,且射线始终在的外部,射线能否构成内半角?若能,请直接写出旋转的时间;若不能,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)当旋转的时间为或或时,射线,,,能构成内半角
【分析】(1)由内半角的定义得 ,再由即可求解;
(2)由旋转得:,由角的和差得,,再由内半角的定义得,即可求解;
(3)分四种情况讨论,利用内半角的含义,建立一元一次方程,即可求解.
【详解】(1)解: ,是的内半角,
,
;
故答案:;
(2)解:当旋转的角度为时,是的内半角;
理由如下:
由旋转得:,
,
,
是的内半角,
,
,
解得:;
(3)在旋转一周的过程中,射线,,,能构成内半角,理由如下;
理由:设按顺时针方向旋转一个角度,旋转的时间为t,
如图1,∵是的内半角,,
∴,
∴,
解得:,
∴;
如图2,∵是的内半角,,
∴,
∴,
∴,
∴;
如图3,∵是的内半角,,
∴,
∴,
∴,
∴,
如图4,∵是的内半角,,
此时在的外部,不符合题意,
综上所述,当旋转的时间为或或时,射线,,,能构成内半角.
【点睛】本题考查了新定义,旋转的性质,角的和差,一元一次方程的应用,理解新定义,能根据旋转的过程确定时间范围,进行分类讨论是解题的关键.
【变式题8-3】.(25-26七年级上·四川成都·期中)若,则称是的“余倍角”,例如:若,,则是的“余倍角”,但不是的“余倍角”.
(1)如图 1,已知 ,在内存在一条射线,使得是的“余倍角”,此时 ;(直接填写答案)
(2)如图 2,已知,若平面内存在射线、(在直线的上方),使得是的“余倍角”,且 ,求的大小;
(3)如图 3,若,射线从出发绕点以每秒的速度逆时针旋转,射线从出发绕点以每秒的速度顺时针旋转,平分,平分,运动时间为秒( ).若是的“余倍角”,求出此时的值.
【答案】(1)
(2)的度数为或
(3)的值为或
【分析】本题主要考查角的新定义运算,一元一次方程的运用,理解“余倍角”的定义,几何中角的数量关系的计算,数形结合分析是解题的关键.
(1)根据“余倍角”的定义和计算即可求解;
(2)当在内部时,当在外部时,数形结合分析即可求解;
(3)先求得,分情况讨论,当时,当时,找出数量关系列方程求解即可.
【详解】(1)解:已知° ,
∴,则,
∵是的“余倍角”,
∴,
∴,
解得,,
故答案为:;
(2)解:如图所示,当在内部时,
由(1)可得,,
∴,
∵,
∴,
∴;
如图所示,当在外部时,
∴,
∴,
∵是的“余倍角”,
∴,
∴,
解得,,
∴,
∵,
∴,
∴;
综上所述,的度数为或;
(3)解:∵,是的“余倍角”,
∴,
∴,
由题意可得,,,
∵平分,平分,
∴,,
①当未转够,即时,如图所示,
∴,
∴,
解得,;
②当旋转超过时,且即时,
由题意可得,转了,,
∴,
∵平分,平分,
∴,,如图所示,
∴,
∴,
∴,
解得,;
综上所述,的值为或.
【题型9】动点动角综合开放探究题
1.期末考点总结
核心考点:动点与动角知识融合、分类讨论全情境、开放结论验证;
命题特点:压轴题高频题型,需综合运用数形结合、方程思想,结论不唯一,侧重逻辑推理。
2.解题攻略
步骤1:分别建立动点(数轴)和动角(几何图形)的数学表达式,用同一变量表示;
步骤2:根据题干开放条件列方程,分情况讨论运动状态;
步骤3:求解方程后,代入原情境验证,判断是否存在符合条件的,并总结结论。
【例题9】.(24-25七年级上·辽宁沈阳·期末)如图1,射线上有A,B两点,,.一动点P从点A出发,以每秒4个单位的速度沿射线的方向运动,同时,射线开始绕点A按顺时针方向以每秒的速度旋转(如图2),当点P到达点B时,射线旋转停;接着,射线开始绕点B按逆时针方向以每秒的速度旋转,同时点P降速一半沿射线的方向运动(如图3).设点P运动的时间为/秒().
(1)的长等于 ;当点P到达点B时,等于 °;
(2)当射线与所在直线第一次重合(从开始旋转后算起)时,点P是线段的中点吗?为什么?
(3)在射线旋转的过程中,若它与所在直线第二次重合时所有运动停止,请求出当t为多少秒时,所在直线与所在直线之间的夹角为?(在数学中,两条直线相交所形成的最小正角称为这两条直线的夹角.)
【答案】(1)48,
(2)点P是的中点;理由见解析
(3)t的值为:14、22、24、34
【分析】本题考查了线段的和差和角的和差,一元一次方程的应用,找到相等关系是解题的关键.
(1)根据线段的和差和角的和差求解;
(2)先计算出射线与所在直线第一次重合的时间,再根据线段的中点的定义求解;
(3)先算出所在直线与所在直线之间的夹角为时所需要的时间,再算出t的值.
【详解】(1)解:∵,
∴,
当点P到达点B时所需要的时间为:,
此时旋转的角度为:,
∴,
故答案为:48,;
(2)解:点P是的中点;
理由:当(从开始旋转后算起)时所需要的时间为:,
此时,
∴,
∴点P是的中点;
(3)解:设射线旋转的时间为,
当旋转、、、时,所在直线与所在直线之间的夹角为,
∴ 或或或,
∴x的值为:2、10、12、22,
∴t的值为:14、22、24、34.
【变式题9-1】.(24-25七年级上·湖南株洲·期末)材料阅读:“数与形,本是相倚依,焉能分作两边飞.数缺形时少直觉,形少数时难入微.数形结合百般好,隔裂分家万事非.切莫忘,几何代数统一体,永远联系,切莫分离”这首词是我国数学家华罗庚先生所著,也是第一次提出“数形结合”这一说法,如何将代数式和几何图形结合一直是解决数学问题的重要思想方法.利用数形结合解决下列题目:
数轴上有两点,点表示的数为,表示的数为,且.点是线段的中点.
(1)点表示的数是______:
(2)动点从点向右边运动,速度为2个单位长度/秒,动点从点向左运动,速度为1个单位长度/秒,设运动时间为秒.当点到达点时,运动同时停止,则:
①点表示的数分别是______,______(用表示):
②若在运动过程中,存在,请求出的值.
(3)如果我们把线段和角度做类比:如图,平分.射线从出发,以每秒的速度绕点顺时针旋转,射线从出发,以每秒的速度绕点逆时针旋转.射线同时出发,当到达时,运动同时停止.设旋转时间为秒,若在运动过程中,存在某些时刻,使得和两个角中,其中一个角是另一个角的3倍,请求出的值.
【答案】(1)
(2)①点P表示的数为,Q表示的数为;②或
(3)t的值为4或或8
【分析】本题考查的是绝对值的非负性、数轴上的动点问题、线段的和差计算及一元一次方程的应用,
(1)先求出,再求出,即可求出结论;
(2)①由题意得,即可写出结论;②根据列方程解决即可;
(3)当时,,;当时,,根据其中一个角是另一个角的3倍列出关于t的方程,分别求解即可.
【详解】(1)解:,
,
,
点表示的数为,表示的数为,
,
点是线段的中点,
,
点表示的数是,
故答案为:;
(2)解:①由题意得,
点A表示的数为,表示的数为,
点P表示的数为,Q表示的数为;
②当点P到达点B时,运动同时停止,
,即,
,
解得:或;
(3)∵,平分,
∴,
∵射线到达时只需用时秒,此时射线到达,
如下图,当时,, ,
显然,
∴,
则,
解得;
当时,,
如图,
若,
则,
解得 ;
如图,
若,
则,
解得;
综上所述,t的值为4或或8.
【变式题9-2】.(24-25七年级上·江苏扬州·期末)【材料阅读】
如图1,数轴上有三个点,表示的数分别是,,1.
(1)若要使两点的距离与两点距离相等,则可将点向左移动______个单位长度.
(2)若动点分别从点、点出发,以每秒5个单位长度和每秒4个单位长度的速度向左匀速运动,动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向右匀速运动,点,同时出发,设运动时间为秒.
①秒后,点表示的数分别为______,______,______(用含的代数式表示);
②记点与点之间的距离为,点与点之间的距离为,则的值是否有变化?若无变化,请求出这个值;若有变化,请说明理由.
【方法迁移】
(3)如图2,,平分.现有射线、分别从、同时出发,以每秒和每秒的速度绕点顺时针旋转,当旋转一周时,这两条射线都停止旋转.问经过几秒后,射线、的夹角为?
【生活运用】
(4)周末的下午,小明看到钟面显示3点整,此时分针与时针的夹角恰好为,经过______分钟后,分针与时针的夹角首次变成
【答案】(1)2;(2)①,,;②不变化,;(3)11秒或19秒;(4)分钟
【分析】本题考查了数轴上两点间的距离,数轴上的动点问题,整式的加减,数轴,一元一次方程的应用,线段的计算,以及钟面角等问题,根据题意列出方程是解决问题的关键.
(1)根据中点坐标公式求出中点表示的数,再用移到前点B表示的数减去中点表示的数即可得到答案;
(2)①根据左减右加(路程)的规律求解即可;
②表示出,化简后即可判断;
(3)分追上前和追上后两种情况分别建立方程解答即可;
(4)设经过y分钟后,分针与时针的夹角首次变成,分别求出时针和分针每一分钟所走的路程,再列方程解答即可.
【详解】解:(1),
.
故可将点B向左移动2个单位长度.
故答案为:2;
(2)①t秒后,点P,Q,R表示的数分别为,,.
故答案为:,,;
②点P与点Q之间的距离,
点Q与点R之间的距离,
∴
∴不变化,;
(3)∵,平分,
∴.
(秒).
设经过x秒后,射线、的夹角为,
当追上前,则
解得:.
当追上后,则,
解得:.
∴经过11秒或19秒后,射线的夹角为.
(4)设经过y分钟后,分针与时针的夹角首次变成,
∵分针每分钟旋转,时针每分钟旋转,
∴,
解得:,
∴经过分钟后,分针与时针的夹角首次变成.
【变式题9-3】.(24-25七年级上·辽宁·期末)已知、、为数轴上三点,若点到点的距离是点到点的距离的2倍,则称点是点的“倍距点”.如图1中,点表示的数为1,点表示的数为4,点表示的数为3,点表示的数为2,则点是点的“倍距点”但不是点的“倍距点”,点是点的“倍距点”但不是点的“倍距点”.对于角,我们定义角的一条三等分线为这个角的两边的“倍角线”.如图2,射线,是的三等分线,即,则称射线是射线的“倍角线”但不是射线的“倍角线”,射线是射线的“倍角线”但不是射线的“倍角线”.
(1)、、为数轴上三点,点表示的数是,点表示的数是4,点在点,点之间,若点是点的“倍距点”,求点表示的数;
(2)在(1)的条件下,动点从点出发,沿数轴向右以2个单位长度/秒的速度运动,设点的运动时间为秒,当点是点的“倍距点”时,求的值;
(3)如图3,,平分,射线是射线的“倍角线”.
①求的度数;
②绕点以/秒的速度按顺时针方向旋转,在旋转的过程中,射线,对应的射线分别为,,当射线与射线重合时,停止旋转,设旋转的时间为秒,当射线是射线的“倍角线”时,求的值;
(4)在(2)的条件下,当射线,,三条射线中,有一条射线是另外两条射线的“倍角线”时,直接写出的值.
【答案】(1)点表示的数是2;
(2)的值为或;
(3)①;②10;
(4),,,
【分析】本题考查几何变换的综合应用,主要考查角平分线的定义,角的计算,一元一次方程的应用,新定义的问题,掌握角平分线的定义,角的计算,一元一次方程的应用是解题的关键.
(1)根据“倍距点”的定义,设点表示的数为,列方程求解即可;
(2)在点运动的过程中,点表示的数为.分情况讨论,①当点在点,点之间时,②当点在点右侧时,列方程求解即可;
(3)根据角平分线的定义和“倍角线”的定义,分类讨论,即可解答;
(4)根据“倍角线”的定义,分类讨论,即可解答;
【详解】(1)解:设点表示的数为,
点在点,点之间,点是点的“倍距点”,,
解得,
点表示的数是2;
(2)解:在点运动的过程中,点表示的数为.
①当点在点,点之间时,
点是点的“倍距点”,
,
解得;
②当点在点右侧时,
点是点的“倍距点”,
,
解得.
综上所述,的值为或.
(3)解:①,平分,
,
射线是射线的“倍角线”,
,
,
②射线是射线的“倍角线”,
,
,
,
,
的值为10;
(4)解:如图1,是射线的“倍角线”时,
,则,此时和重合,
,
;
如图2,当是射线的“倍角线”时,,
,
,
;
如图3,当是射线的“倍角线”时,,
,
;
如图4,当是射线的“倍角线”时,,
,
.
答:的值为,,,.
同步练习
一、解答题
1.(2025七年级上·全国·专题练习)如图,是直线,O是上一点,,,平分.图中与互余的角有哪些,与互补的角有哪些?为什么?
【答案】与互余的角有;与互补的角
【分析】本题考查了互余和互补的定义,角平分线的定义,解题的关键是正确“相加等于90度的两个角互余,相加等于180度的两个角互补”.
由得到,以及角平分线得到,即可得到与互余的角;由,,且,即可得到与互补的角.
【详解】解:∵,
∴,
∴与互余,
∵平分,
∴,
∴与互余;
∵,,且,
∴与互补的角.
2.(24-25七年级上·广东深圳·期末)将一副三角尺如图所示在同一平面摆放,其中含的三角尺的边在直线上,另一个三角尺的直角顶点与点O重合.
(1)如图1,当三角尺的边在直线上时,求的度数;
(2)如图2,将三角板绕点O逆时针方向旋转,恰好平分时,则射线是的平分线吗?请说明理由.
【答案】(1)
(2)恰好平分,射线是的平分线;的延长线平分,则射线不是的平分线;理由见详解
【分析】本题考查了三角板中角度计算问题,角平分线的有关计算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)根据三角板的性质以及角的和差运算关系列式计算,即可作答.
(2)分情况讨论且作图,说明恰好平分,射线是的平分线;的延长线平分,则射线不是的平分线,即可作答.
【详解】(1)解:依题意,;
(2)解:恰好平分,射线是的平分线;的延长线平分,则射线不是的平分线,理由如下:
如图:
∵恰好平分,,
∴,
∴,
则;
此时射线是的平分线;
当的延长线平分,如图:
此时射线不在的内部,不是的平分线,
综上:恰好平分,射线是的平分线;的延长线平分,则射线不是的平分线,
3.(25-26七年级上·河北保定·期中)数轴上的定点表示的数分别是,且满足.
(1)___________,___________;,间的距离为___________;
(2)数轴上一点距点7个单位长度,其表示的数满足.
①求点之间的距离;
②当数轴上的点到点的距离是点到点的距离的2倍时,求点表示的数;
③沿数轴移动点,要使得,,其中一点到另外两点的距离相等,直接写出点所有的移动方法(写出方向和距离).
【答案】(1)6,,10
(2)①3;②或2;③见解析
【分析】本题考查了非负数的性质、数轴上的距离计算及动点问题,解题的关键是利用非负数的性质求、的值,结合数轴的特点分析点的位置.
(1)利用平方和绝对值的非负性求、,再计算两点距离;
(2)①先根据条件确定点的位置,再计算、距离;
②设点表示的数,根据距离关系列方程求解;
③分三种情况分析、、的位置关系,确定点的移动方法.
【详解】(1)解:一个数的平方和绝对值都是非负数,且,
,解得,
、间的距离为,
故答案为:;
(2)解:由(1)可知,
,所以或,所以或,
点C在数轴上表示的数为,
点B,C之间的距离为;
②由(2)①知点B,C之间的距离为3,当点P在点B,C之间时,点P到点B的距离为
,
点P表示的数为;
当点P在点C的右侧时,点P到点C的距离为3,
点P表示的数为,
综上,点P表示的数为或2;
③点C向左移动13个单位长度,点B到点A,C的距离相等;
点C向右移动2个单位长度,点C到点A,B的距离相等;
点C向右移动17个单位长度,点A到点B,C的距离相等.
4.(25-26七年级上·全国·期中)(1)【知识准备】设A,B,M是数轴上的三个点,且点M在点A,B之间,若,则点M叫作的中点.若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为AB的中点,则我们由中点公式可知,点M对应的数为.在一条数轴上,0为原点,点C对应的数为c,点D对应的数为d,且有,则的中点N对应的数为 .
(2)【问题探究】在(1)的条件下,若点P从点C出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,同时点Q从点D出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动.设运动时间为.
①点P表示的数为 ,点Q表示的数为 ;用含t的代数式表示
②当的中点对应的数为10时,求t的值.
(3)【拓展延伸】已知数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为.
①若为上靠近点A的三等分点,则我们由三等分点公式可知,点对应的数为;
②若为上靠近点A的四等分点,则我们由四等分点公式可知,点对应的数为;
③若为上靠近点A的五等分点,则我们由五等分点公式可知,点对应的数为 .用含x,y的代数式表示
【答案】(1);(2)①, ;②t的值为;(3)
【分析】(1)先根据绝对值的非负性求出,,再利用中点公式求解;
(2)①点P,点Q的运动方向、速度与时间,列出代数式即可;
②根据①中点P,点Q,用中点公式求解;
(3)根据公式求解即可.
【详解】解:∵,
∴,,
∴,,
∵点C对应的数为c,点D对应的数为d,
∴点C对应的数为5,点D对应的数为,
∴CD的中点N对应的数为,
故答案为:;
(2) ∵点P从C出发向左运动,速度为1个单位/秒,
∴运动时间t秒,点P表示的数为,
∵点Q从D出发向右运动,速度为2个单位/秒,
∴运动时间t秒,点Q表示的数为,
故答案为:,;
②∵的中点对应的数为,
∴,
解得:;
(3) ∵点对应的数为,点B对应的数为,
为上靠近点A的五等分点,
∴由五等分点公式可知,点对应的数为,
故答案为:
【点睛】本题考查了数轴上两点之间的距离,动点问题(一元一次方程的应用),绝对值非负性,列代数式,线段中点的有关计算等知识,解题关键是掌握上述知识点并能运用求解.
5.(25-26七年级上·甘肃临夏·期中)以直线上一点为端点,在直线的上方作射线,使,将一个直角三角板的直角顶点放在处,即,且直角三角板在直线的上方.
(1)如图,若直角三角板的一边在射线上,则的度数为_______;
(2)如图,直角三角板的边在的内部,若恰好平分.求此时的度数;
(3)在图中,请直接写出与之间的数量关系:_______.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查几何图形中角度的计算,与角平分线有关的计算.
()根据角的和差关系进行计算即可;
()角的和差关系求出的度数,根据角平分线的定义,求出的度数即可,
()由题意得,由,得到,据此计算即可得出结果.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴;
故答案为:;
(2)∵,
∴,
∵恰好平分
∴;
(3)∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
故答案为:.
6.(25-26七年级上·江苏苏州·月考)综合与实践:
【实践操作】
在数学实践活动课上,励志小组准备研究如下问题:如图,点A,O,B在同一条直线上,将一直角三角尺如图1放置,直角顶点与点O重合,是直角,平分.
【问题发现】
(1)如图1,若,求的度数;
(2)将这一直角三角尺如图2放置,其他条件不变,试探究和的度数之间的关系,写出你的结论,并说明理由;
(3)将直角三角尺绕点O顺时针旋转一周,旋转过程中始终平分,当与存在两倍关系时,请直接写出的度数.
【答案】(1)
(2),理由见解析
(3)或或或
【分析】本题考查角平分线的定义,平角的定义,角与角之间的和差关系;
(1)由可求出,再由可求出,最后根据,即可求解;
(2)由题意得,再由,即可得到结论;
(3)分类讨论:将直角三角尺绕点O顺时针旋转一周,当与存在两倍关系时,分为四种情况,利用角分线的定义和平角的定义,根据角与角之间的和差关系建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵是直角,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∵点A,O,B在同一条直线上,
∴.
(2)解:,理由如下:
∵是直角,
∴,
∴,
∵点A,O,B在同一条直线上,
∴,
∴,
∴.
(3)解:设,
∵始终平分,
∴,
将直角三角尺绕点O顺时针旋转一周,当与存在两倍关系时,分为四种情况:
①,如图所示:
∵点A,O,B在同一条直线上,是直角,
∴,
∴,
解得:,
∴,
∴,
②,即,如图所示:
∵点A,O,B在同一条直线上,是直角,
∴,
∴,
解得:,
∴,
∴,
③,即,如图所示:
∵点A,O,B在同一条直线上,是直角,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴,
∴,
④,如图所示:
∵点A,O,B在同一条直线上,是直角,
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴,
∴.
综上:当与存在两倍关系时,的度数为或或或.
7.(25-26七年级上·湖北武汉·月考)如图,数轴上有A,B,C三个点对应的数分别为a,b,c.已知.
(1)直接写出a,b,c的值:,,.
(2)若数轴上有两个动点M,N分别从A,B两点出发沿数轴同时出发向右匀速运动,点M度为4个单位长度/秒,点N速度为1单位长度/秒,若运动时间为t秒.运动过程中,是否存在线段的中点E到点的中点F距离为6?若存在,请求出t的值,若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,另外两个动点P,Q分别随着M,N一起运动,且始终保持线段,线段(点P在M的左边,点Q在N的右边).当点M运动到点C时,线段立即以原速度的2倍返回,当点M再次运动到点A时,线段和立即同时停止运动.在整个运动过程中,是否存在使两条线段重叠部分为的一半,若存在,请直接写出t的值,若不存在;请说明理由.
【答案】(1),,
(2)存在,或
(3)存在,或
【分析】本题考查数轴上的动点问题,两点之间的距离,一元一次方程的应用等知识,解题的关键是用含的代数式表示点运动后所表示的数.
(1)根据绝对值、平方的非负性即可求解、、,问题得解.
(2)点M对应的数为,点N对应的数为.线段的中点E对应的数为:,线段的中点F对应的数为:,列出方程,即可求解;
(3)点对应数,点对应数.再分段讨论,建立方程即可求解.
【详解】(1)解:∵,
,,,
,,.
故答案为:,,;
(2)解:存在,
点M对应的数为,点N对应的数为.
线段的中点E对应的数为:,
线段的中点F对应的数为:
点E与点F的距离为:
解得:或,
故存在这样的t,值为或;
(3)解:存在,
点对应数,点对应数.
分段讨论:
当时,.
重叠部分左端点为中的大值,右端点为中的最小值,
当时,重叠长度为,令其为1得.
当时,.
当时,重叠长度为,令其为1得.
综上,存在或.
8.(25-26七年级上·江西宜春·期中)【阅读材料】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的结合,某数学兴趣小组探究数轴发现了一些重要的规律.
规律1:如图1,数轴上点表示的数为,点表示的数为,则、两点间的距离可表示为:
①(即用右边点表示的数减去左边点表示的数);
②(即两点表示的数之差的绝对值).
规律2:数轴上、两点的中点表示的数为.
【简单应用】如图1,点在数轴上所对应的数为,点表示的数为4,是数轴上一动点.
(1)则、两点间的距离________,、两点的中点表示的数为________.
(2)若、两点间的距离,则点表示的数为________.
【拓展运用】如图2,已知数轴上有、两点,分别表示的数为,8,点以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动,同时点以每秒3个单位向左匀速运动,设运动时间秒().
(3)用含的式子填空:
点运动秒后所在位置的点表示的数为________;
点运动秒后所在位置的点表示的数为________;
此时、两点的中点表示的数为________.
(4)按上述方式运动,、两点经过多少秒会相遇?经过多少秒相距5个单位长度.
【答案】(1)9,;(2)或;(3),,;(4)经过4秒会相遇;A、B两点经过3秒或5秒会相距5个单位长度.
【分析】本题主要考查一元一次方程的应用,数轴上两点之间的距离,列代数式,并结合题意求得对应点的位置和中点位置,
(1)根据题目给定的距离公式即可求得;
(2)利用点P与点A的位置关系或两点表示的数之差的绝对值即可求得答案;
(3)点A以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动,点B以每秒3个单位向左匀速运动即可写出点A和点B在t秒后所在位置的点表示的数,结合题目所给中点表示方法即可解得答案;
(4)根据相遇的时候两个点表示的数一样列出方程求解即可;根据相遇前与相遇后的等量关系分类讨论列一元一次方程,解方程即可.
【详解】解:(1)∵点A在数轴上所对应的数为,点B表示的数为4,
∴,
点M在数轴上所对应的数为.
故答案为:9,;
(2)设点表示的数为
由题意得,,
解得或
∴点表示的数为或,
故答案为:或;
(3)点A运动t秒后所在位置的点表示的数为:,
点B运动t秒后所在位置的点表示的数为:,
此时A、B两点的中点M表示的数为:.
故答案为:,,;
(4)当时,
解得:,
∴经过4秒会相遇;
设它们按上述方式运动,A、B两点经过t秒会相距5个单位长度,
当点A在点B左侧时:
解得;
当点A在点B右侧时:
解得;
答:它们按上述方式运动,A、B两点经过3秒或5秒会相遇
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