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专项训练05线段上的动点问题
知识复盘卡
【知识点1线段上的动点问题】
1.动点位置的表示(含时间参数)
-基本公式:点P从端点A出发,速度为V,运动时间为t:
向端点B运动:AP=t,PB=AB-t。
若从B向A运动:BP=t,PA-AB-t。
-关键:动点位置常用“到某个端点的距离”或“剩余距离”表示。
-多动点:分别用含t的式子表示各自的位置(用距离或比例)。
2.核心等量关系:距离与比例
-距离相等:如AP=PB(中点),列方程t=AB-t。
-距离和/差为定值:如AP+PB=AB(恒成立,无新信息);AP-PB=d(需讨论P的位置)。
vt。m
-比例关系:如AP:PB=m:n,列比例方程AB一t=n·
-折返问题:点到达端点后折返,用分段函数表示位置(如先到B再返回A)。
3.分类讨论与多解验证
-位置不确定:点P可能在端点之间,也可能在端点处,需分情况讨论(如AP>PB或AP<PB)。
~绝对值方程:若无法确定左右位置,用绝对值表示距离,解出多个t后需验证是否在运动时间范围内。
-多动点相遇:多个动点同时运动,相遇条件为位置相同,但需注意相遇时是否仍在线段上。
培优拓展训练
★巩固提升练
【题型1线段上含动点求线段长问题】
1.如图,点C在射线AB上,且在点A、B之间,AB=18,AC=2BC.动点P从C出发,以每秒1个单
位长度的速度沿射线CB向右匀速运动:同时动点Q从A出发,以每秒3个单位长度的速度沿射线AB运动,
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遇到点P时按原速返回点C停止运动.当点Q停止运动时,点P也随之停止运动,设点Q的运动时间为
t(s)
A
Q
B
(1)AC=
(2)当点P是线段BC的中点时,求PO的长.
2.探究题:如图,己知线段AB=I2cm,点C为AB上的一个动点,点D、E分别是AC和BC的中点.
A
O
C E B
(I)若点C恰好是AB中点,则DE=
(2)若AC=4cm,求DE的长:
(3)试利用“字母代替数”的方法,说明不论AC取何值(不超过l2Cm),DE的长不变,
【题型2:线段上含动点求定值问题】
3.如图,数轴上点A,B表示的有理数分别为6,3,点P是射线AB上的一个动点(不与点A,B重合),
M是线段AP靠近点A的三等分点,N是线段BP靠近点B的三等分点,
A
6
-6
01
3
A
B
-6
01
3
备用图
(1)若点P表示的有理数是0,那么MW的长为
;若点P表示的有理数是6,那么MW的长为
(2)点P在射线AB上运动(不与点A,B重合)的过程中,MN的长是否发生改变?若不改变,请写出求
MW的长的过程;若改变,请说明理由
4.如图,M是线段AB上一动点,沿A→B→A以lCms的速度往返运动1次,N是线段BM的中点,
AB=5cm,设点M运动时间为t秒(0≤t≤10)
M N B
(I)当t=2时,①AM=cm,②此时线段BN的长度=_cm;
(2)用含有t的代数式表示运动过程中AM的长:
(3)在运动过程中,若AM中点为C,则CN的长度是否变化?若不变,求出CN的长;若变化,请说明理
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由
【题型3线段上含动点求时间问题】
5.如图,在长方形ABCD中,AB=12cm,BC=6cm,动点P沿AB边从点A开始,向点B以2cm/S的速
度运动;同时,动点Q沿DA边从点D开始,向点A以1cms的速度运动;设运动时间为t.
D
A
B
(1)当t为何值时,AQ=AP?
(2)当t为何值时,AQ+AP等于长方形周长的4?
(3)如果点P到达点B后沿BC方向继续运动,点Q达到点A后沿AB方向继续运动,当点P到达点C时,
求点Q的位置.
6.如图,AB=12,线段CD在线段AB上,点C在点D的右边,且CD=3.动点P从A出发,以每秒3
个单位长度的速度沿AB向终点B匀速运动:同时线段CD从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿BA
匀速运动,当点D与点A重合时,停止运动.设点C的运动时间为(S).
←一
D CB
(I)当点P与点A重合时,AD=
(2)当点P与点D相遇时,求t的值.
(3)求PD的长(用含t的代数式表示).
(4)取CD的中点E,当AB=2PE时,直接写出t的值.
【题型4线段上含动点的新定义型问题】
7.已知线段1B=20点c在线段4B上,且4C-
AB
A D P C
B
(I)求线段AC,CB的长:
(2)点P是线段AB上的动点,线段AP的中点为D,设AP=a.
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①请用含有a的式子表示线段PC,DC的长:
②若三个点D,P,,C中恰有一点是其它两点所连线段的中点,则称D,P,C三点为“和谐点”,求使
得D,P,C三点为“和谐点”的a的值.
8.定义:在同一直线上有A,B,C三点,若点C到A,B两点的距离呈2倍关系,即AC=2BC或BC=2AC,
则称点C是线段AB的“倍距点”.
P→
MN→
04
C
0A
C
B
图1
图2
(I)线段AB的中点_该线段的“倍距点”:(填“是”或者“不是”)
(2)已知AB=9,点C是线段AB的“倍距点”,直接写出AC=_
(3)如图1,在数轴上,点A表示的数为2,点B表示的数为20,点C为线段AB中点
①现有一动点P从原点O出发,以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动.设运动时间为1秒(>0),求
当t为何值时,点P为AC的“倍距点”?
②现有一长度为2的线段MN(如图2,点M起始位置在原点),从原点O出发,以每秒1个单位的速度
沿数轴向右匀速运动.当点N为MC的“倍距点”时,请直接写出t的值.
★能力培优练
1,已知点M是线段B上一点,若AM-}4B,点N是直线AB上的一动点,且N-BN=MN:则
N
的()
3
A.4
B.
c.1或号
D.4或2
2.已知线段AB=16,C、D是线段AB上的两个动点,则下列结论:①若C是AB的中点,点D在线段
CB上,DB=3则cn=:②若C+BD-CD,则CD-
3:③若CD=4'且AC:BD=2,则
AC=4;④若D是BC的中点,AC=6+a(a>0),则AC>BD.其中正确的为()
A.①③
B.②④
C.①②③
D.①②④
3.如图,己知A,B(B在A的左侧)是数轴上的两点,点A对应的数为4,且AB=6,动点P从点A出
发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,在点P的运动过程中,M,N始终为AP,BP的中点,
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设运动时间为(>0)秒,则下列结论中正确的有()
①B对应的数是2;②点P到达点B时,t=3;③BP=2时,t=2;④在点P的运动过程中,线段MN的
长度不变
B N+PMA
0
A.①③④
B.②③④
C.②③
D.②④
4.已知线段AB=24cm,动点P从点A出发,以每秒6cm的速度沿AB向右运动,同时,动点Q从点B出
发,以每秒4cm的速度沿BA向左运动,设运动时间为t秒(0<1<4).在整个运动过程中,请你用t的式子
表示线段PQ的长=
P
A
5.如图,数轴上的点O为原点,点A表示的数为-3,动点P从点O出发,按以下规律跳动:第1次从点
O跳动到OA的中点A处,第2次从点A跳动到AA的中点A处,第3次从点A,跳动到A,4的中点A处,
…,第n次从点A-1跳动到A-1A的中点An处,按照这样的规律继续跳动到点A,A,A。,…,A24处,
那么点A224所表示的数为
AA,42
A
6.数轴上的三个点,若其中一个点与其它两个点的距离相等,则称该点是其它两个点的“中点”,这三
点满足“中点关系”,己知,如图点A,B表示的数分别为-2,6,点C为数轴上一动点.若A,B,C
三点满足“中点关系”时,则点C表示的数为一
-8-7-6-5-4-3-2-10123456789→
7.如图,已知数轴上点A表示的数为4,点B表示的数为1,C是数轴上一点,且AC=8.动点P从点B
出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动.
设运动时间为(t>0)秒」
014主
(I)直接写出数轴上点C表示的数:
(2)当点C在数轴的负半轴上时,用含t的代数式表示线段CP的长度:
(3)当点C在数轴的负半轴上时,设M是AP的中点,N是CP的中点,点P在运动过程中,线段MN是否
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发生变化?若有变化,请说明理由;若不变,请求出MW的长度,
8.如图,数轴上点A表示的数为-5,点B表示的数为7,动点C从点A出发,以每秒2个单位长度的速
度沿数轴向右匀速运动,同时动点D从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动.设点C运动
时间为t秒(t>0)
B
0
(1)①A,B两点之间的距离为
,线段AB的中点表示的数为
②用含t的代数式表示:t秒后,点C表示的数为一,点D表示的数为
(2)当t=4时,描述C、D两点的位置关系.
(3)点C运动4秒后,动点E从点B出发,以每秒5个单位长度的速度向右匀速运动,试探索:CE-CD的
值是否随着时间t的变化而变化?请说明理由,
9.如图,O为数轴的原点,AO=5,BD=6,O为BD的中点,C为AB的中点.
A D CO
B
(1)求C0的长度:
(②)若动点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,同时,动点Q从O出发,以每秒1个
单位长度的速度向右匀速运动,设运动时间为t秒(t>0),当t满足什么条件时,AP+2BQ有最小值,并
求出该最小值.
10.综合与探究
问题情境
数学活动课上,老师展示了一个问题:如图,已知数轴上点O为原点,A、B两点所表示数分别为-2和
8.
A
B
-20
8
实践探究
(I)线段AB的长为,
(2)动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,设运动时间为(>0)秒,
①当0<t<5时,线段PA=」
线段PB=
一,点P表示的数为
(用含t的代数式
表示)
②若点M是线段PA的中点,点N是线段PB的中点,当动点P在(2)条件下运动时,线段MN的长度是
否与点P的运动时间t有关.若有关,请求出线段MN的长度与t的关系式:若无关,请说明理由,并求出
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线段MN的长度.
★创新拓展练
1.如图①,点C在线段AB上,图中共有三条线段AB、AC和BC,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AB的“奇点”,
A
C
B
图①
【新知理解】
(1)线段的中点
这条线段的“奇点”;(填“是”或“不是”)
【问题解决】
(2)若点A和点B在数轴上表示的数分别是-10和14,点C是线段AB的“奇点”,求点C在数轴上表示
的数.
【应用拓展】
(3)如图②,已知AB=24cm.动点P从点A出发,以2cms的速度沿AB向点B匀速移动:点Q从点B
出发,以lcms的速度沿BA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s.当点P是线段AQ的“奇点”时,直接写出运动时间t的所有可能值.
图②
B
2.如图①,点M是线段AB上任意一点,图中共有三条线段AB、AM和BM,若其中的两条较短线段中有
一条线段的长度是另外一条线段长度的2倍,则称点M是线段AB的“友好点”,
M
B C
图①
图②
A
图③
B
(I)若AB=12Cm,点M是线段AB上靠近点A的“友好点”,求BM的长:
(2)如图②,若CD=24cm,点M是线段CD的“友好点”,点N是线段CD的中点,则MN+MC=
cm
(3)如图③,己知AB=24cm,动点P从点A出发,以2cm/s速度沿AB向点B匀速移动,点Q从点B出发,
以3cms的速度沿BA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
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间为t,请求出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“友好点”·
3.在数轴上,把原点记作点O,表示数a的点记作点A.对于数轴上任意一点P(不与点O、点A重合),
将线段p0与线段PA的长度之比定义为点P关于点A的K值。记作kBo,即k(P,a)=
PA,例如:
点表示的数为1,点4表示的数为3,因为p0=小P4-2所以(心,o)-四}
PA 2
(①)当点P是线段OA的中点时,点P关于点A的K值(B)=:
(②)若点P表示的数为P,点A表示的数为a,OA=4OP,求点P关于点A的K值k(Pa):
(3)点乃、点B为数轴上两个不同的点,并且点与所表示的数互为相反数,点?表示的数为p,点A.
点B分别表示数a、-2,若k(,a)=k(B,-2),请直接写出a、p需满足条件:_
4.如图,已知数轴上原点为0,点A表示的数为a,点B表示的数为b,且a、b满足(a-10)+b+4=0
动点P从点A出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为(>0)秒.
A
(1)写出数轴上点A表示的数是
,点B表示的数是
点P表示的数是
(用含t的式子表示);
(②)设点M是AP的中点,点N是PB的中点.点P在直线AB上运动的过程中,线段MN的长度是否会发生
变化?若发生变化,请说明理由;若不变化,求出线段MN的长度,
(3)动点Q从点B出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,动点R从点O出发,以每秒3个
单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,若点P,Q,R同时出发;若点P,R间的距离记为PR,点P,Q间的距
离记为PQ,是否存在一个数n,使得nPR-PQ的值与t无关?若存在,请求出n的值;若不存在,请说明
理由.
5.定义:若点A,B,C在同一直线上,且AB=mAC,则4ABc=m.例如AB=6,AC=3,则dc=2
0
P
-2
图1
A
图2
B
备用图
(1)如图1,O为数轴的原点,点P,Q表示的数分别为4和-2,则o=
(2)如图2,已知线段AB=12Cm,点P从点A出发向右运动,点Q从点B出发向左运动,若点P运动速度为
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lcm/s,点Q的运动速度为2cm/s.设运动时间为t.
①请用含有t的代数式分别表示dPB和dAQB.
②当,为何伯时,m一dm
1
③若线段PO的中点为M,直接写出d4=3时,的值,
6.定义:在同一直线上有A,B,C三点,若点C到A,B两点的距离呈2倍关系,即AC=2BC或BC=2AC,
则称点C是线段AB的“倍距点”.
P
MN→
C
B→0有
B
图1
图2
(I)线段AB的中点该线段的“倍距点”;(填“是”或者“不是”)
(2)已知AB=9,点C是线段AB的“倍距点”,直接写出AC=-·
(3)如图1,在数轴上,点A表示的数为2,点B表示的数为20,点C为线段AB中点.
①现有一动点P从原点O出发,以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动.设运动时间为秒(1>0),求
当t为何值时,点P为AC的“倍距点”?
②现有一长度为2的线段MN(如图2,点M起始位置在原点),从原点O出发,以每秒1个单位的速度
沿数轴向右匀速运动.当点N为MC的“倍距点”时,请直接写出t的值.
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专项训练05 线段上的动点问题
【知识点1 线段上的动点问题】
1. 动点位置的表示(含时间参数)
- 基本公式:点P 从端点A出发,速度为v,运动时间为t:
- 向端点B运动:AP = vt,PB = AB - vt。
- 若从B向 A运动:BP = vt,PA = AB - vt 。
- 关键:动点位置常用“到某个端点的距离”或“剩余距离”表示。
- 多动点:分别用含 t 的式子表示各自的位置(用距离或比例)。
2. 核心等量关系:距离与比例
- 距离相等:如AP = PB(中点),列方程 vt = AB - vt 。
- 距离和/差为定值:如AP + PB = AB(恒成立,无新信息); AP - PB = d (需讨论P 的位置)。
- 比例关系:如 AP : PB = m : n ,列比例方程 = 。
- 折返问题:点到达端点后折返,用分段函数表示位置(如先到B再返回A )。
3. 分类讨论与多解验证
- 位置不确定:点P可能在端点之间,也可能在端点处,需分情况讨论(如AP > PB或AP < PB)。
- 绝对值方程:若无法确定左右位置,用绝对值表示距离,解出多个t后需验证是否在运动时间范围内。
- 多动点相遇:多个动点同时运动,相遇条件为位置相同,但需注意相遇时是否仍在线段上。
【题型1 线段上含动点求线段长问题】
1.如图,点C在射线上,且在点A、B之间,,.动点P从C出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线向右匀速运动;同时动点Q从A出发,以每秒3个单位长度的速度沿射线运动,遇到点P时按原速返回点C停止运动.当点Q停止运动时,点P也随之停止运动,设点Q的运动时间为.
(1) .
(2)当点P是线段的中点时,求的长.
【答案】(1)12
(2)6
【分析】本题考查了线段的和差倍分的计算,运动问题,一元一次方程的应用,熟练掌握线段的关系,是解题的关键.
(1)根据,且,代入计算即可.
(2)根据题意,得,,当点P是线段的中点时,确定运动时间,后计算即可.
【详解】(1)解:∵根据,且,
∴,
∴,
∴,
故答案为:12.
(2)解:∵动点P从C出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线向右匀速运动;同时动点Q从A出发,以每秒3个单位长度的速度沿射线运动,设运动时间为,
得,,
当点P是线段的中点时,,
故此时,
∴,,
∴.
2.探究题:如图,已知线段,点C为上的一个动点,点D、E分别是和的中点.
(1)若点C恰好是中点,则____________;
(2)若,求的长;
(3)试利用“字母代替数”的方法,说明不论取何值(不超过),的长不变.
【答案】(1)6
(2)
(3)见解析
【分析】本题考查了线段中点的有关计算.
(1)由点D、E分别是和的中点,C点为的中点,求出,,,的长度,运用即可得出答案.
(2)先求出,再利用中点关系求出即可得出的长.
(3)设,由点D、E分别是和的中点,根据即可得出不论取何值(不超过),的长不变,
【详解】(1),点为的中点,
.
∵点、B分别是和的中点,
,
.
故答案为:6;
(2),,
.
∵点、B分别是和的中点,
,,
;
(3)设,则,
∵点、B分别是和的中点,
∴,
,
不论取何值(不超过),的长不变;
【题型2 线段上含动点求定值问题】
3.如图,数轴上点A,B表示的有理数分别为,3,点P是射线上的一个动点(不与点A,B重合),M是线段靠近点A的三等分点,N是线段靠近点B的三等分点.
(1)若点P表示的有理数是0,那么的长为___________;若点P表示的有理数是6,那么的长为___________.
(2)点P在射线上运动(不与点A,B重合)的过程中,的长是否发生改变?若不改变,请写出求的长的过程;若改变,请说明理由.
【答案】(1);
(2)不会,的长为定值
【知识点】数轴上两点之间的距离、线段的和与差
【分析】本题主要考查了两点间的距离,熟练掌握两点间的距离公式是解题的关键.
(1)根据题意求出的长度,根据三等分点的定义求出的长度,即可得到答案;
(2)分及两种情况分类讨论即可得到答案.
【详解】(1)解:若点P表示的有理数是0,
根据题意可知:,
M是线段靠近点A的三等分点,N是线段靠近点B的三等分点,
,
;
若点P表示的有理数是6,
,
M是线段靠近点A的三等分点,N是线段靠近点B的三等分点,
,
;
故答案为:;;
(2)解:的长不会发生改变;
设点表示的有理数为(且),
当时,,,
M是线段靠近点A的三等分点,N是线段靠近点B的三等分点,
,
;
当时,,,
M是线段靠近点A的三等分点,N是线段靠近点B的三等分点,
,
;
综上所述,点P在射线上运动(不与点A,B重合)的过程中,的长不会发生改变,长是定值.
4.如图,M是线段上一动点,沿以的速度往返运动1次,N是线段的中点,,设点M运动时间为t秒.
(1)当时,①______,②此时线段的长度______;
(2)用含有t的代数式表示运动过程中的长;
(3)在运动过程中,若中点为C,则的长度是否变化?若不变,求出的长;若变化,请说明理由.
【答案】(1)①2,②;
(2)当时,,当时,;
(3)的长度不变,为
【知识点】用代数式表示式、线段的和与差、线段中点的有关计算
【分析】本题主要考查了线段的和差计算,线段中点的定义,列代数式:
(1)①根据路程等于速度乘以时间进行求解即可;②根据线段的和差关系和线段中点的定义可得答案;
(2)分当时,当时,两种情况讨论求解即可;
(3)根据线段中点的定义得到,再由线段的和差关系可得.
【详解】(1)解;①由题意得,;
②∵,,
∴,
∵N是线段的中点,
∴;
(2)解:当时,,
当时,;
(3)解:∵点C和点N分别是的中点,
∴,
∴,
∴的长度不变,为.
【题型3 线段上含动点求时间问题】
5.如图,在长方形中,,,动点P沿边从点A开始,向点B以的速度运动;同时,动点Q沿边从点D开始,向点A以的速度运动;设运动时间为t.
(1)当t为何值时,?
(2)当t为何值时,等于长方形周长的?
(3)如果点P到达点B后沿方向继续运动,点Q达到点A后沿方向继续运动,当点P到达点C时,求点Q的位置.
【答案】(1)2秒
(2)3秒
(3)在线段上距离A点处
【分析】(1)由点Q在边上运动且运动时间为ts时,表示、,令其相等,即可求出t值;
(2)由点Q在边上运动时,点P在边上运动时, 表示、,利用等于长方形周长的,建立关于t的一元一次方程,解之即可得出结论;
(3)先求解P运动到C的时间,再求解Q的运动路程,从而可得答案.
【详解】(1)解:当点Q在边上运动,运动时间为时,
,,
根据题意得:,
解得:.
答:t为时,.
(2)由点Q在边上运动时,
此时,,
根据题意得:,
解得:;
(3)当点P到达点C时,此时运动时间为,
∴的运动路程为:,
∵,
∴在上,与距离为.
6.如图,,线段在线段上,点C在点D的右边,且.动点P从A出发,以每秒3个单位长度的速度沿向终点B匀速运动;同时线段从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿匀速运动,当点D与点A重合时,停止运动.设点C的运动时间为.
(1)当点P与点A重合时, .
(2)当点P与点D相遇时,求t的值.
(3)求的长(用含t的代数式表示).
(4)取的中点E,当时,直接写出t的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)或
【分析】(1)利用线段的和与差即可得解;
(2)根据“路程和”列方程求解即可;
(3)根据“数轴上两点之间的距离公式”列式即可;
(4)根据已知条件“”列方程求解即可.
【详解】(1)解:当时,,
故答案为:;
(2)解:由题意可得:
,
解得:;
(3)解:设点A表示原点,则点P表示的数为:,点D表示的数为:,
则;
(4)解:点E表示的数为:,
∴,
解得:或.
【题型4 线段上含动点的新定义型问题】
7.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
【知识点】线段中点的有关计算、线段的和与差
【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.
8.定义:在同一直线上有三点,若点到两点的距离呈2倍关系,即或,则称点是线段的“倍距点”.
(1)线段的中点 该线段的“倍距点”;(填“是”或者“不是”)
(2)已知,点是线段的“倍距点”,直接写出 .
(3)如图1,在数轴上,点表示的数为2,点表示的数为20,点为线段中点.
①现有一动点从原点O出发,以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动.设运动时间为秒,求当为何值时,点为的“倍距点”?
②现有一长度为2的线段(如图2,点起始位置在原点),从原点O出发,以每秒1个单位的速度沿数轴向右匀速运动.当点为的“倍距点”时,请直接写出的值.
【答案】(1)不是
(2)3或6或9或18
(3)或4或10;②或8或10或13
【知识点】数轴上两点之间的距离、数轴上的动点问题、线段的和与差、线段中点的有关计算
【分析】本题考查数轴上两点间的距离,线段的中点,线段的和差,
(1)根据中点的意义可得,不满足“倍距点”定义,即可作答;
(2)分情况讨论当点C在线段上时,当点C在线段延长线上时,当点C在线段延长线上时,再根据“倍距点”的定义求解即可;
(3)①由题意得,,表示出,根据点为的“倍距点”,可得或,得出或,解绝对值方程求解即可;②由题意得点M表示的数为t,点N表示的数为,表示出,根据点为的“倍距点”,可得或,进而得出或,解绝对值方程求解即可;
熟练掌握知识点,准确理解新定义是解题的关键.
【详解】(1)假设点P是线段的中点,
∴,
∴线段的中点不是该线段的“倍距点”,
故答案为:不是;
(2)当点C在线段上时,,
若,则,
若,则;
当点C在线段延长线上时,,则,则
当点C在线段延长线上时,,则;
故答案为:3或6或9或18;
(3)∵在数轴上,点表示的数为2,点表示的数为20,点为线段中点,
∴点C表示的数为11,
①由题意得,,
∴,
若点为的“倍距点”,
则或,
即,解得或10;
或,解得(负舍);
综上,的值为或4或10;
②由题意得点M表示的数为t,点N表示的数为,
∴,
∵点为的“倍距点”,
∴则或,
即或,
解得或8或10或13.
1.已知点M是线段AB上一点,若,点N是直线AB上的一动点,且,则的( )
A. B. C.1或 D.或2
【答案】C
【分析】根据N在线段AB上和线段AB外分情况讨论,再结合线段关系即可解题.
【详解】当N在射线BA上时,,不合题意
当N在射线AB上时,,此时
当N在线段AB上时,
由图可知
∴,
∴
∵
∴
∴
∴
故选:C.
2.已知线段,C、D是线段上的两个动点,则下列结论:①若C是的中点,点D在线段上,,则;②若,则;③若, 且,则;④若是的中点,, 则.其中正确的为( )
A.①③ B.②④ C.①②③ D.①②④
【答案】D
【分析】本题考查了线段的和差运算以及与线段的中点有关的计算,正确掌握相关性质内容是解题的关键.分别作图以及运用线段的和差关系进行逐个情况分析列式,要注意分类讨论的运用,即可作答.
【详解】解:∵线段,C、D是线段上的两个动点,C是的中点,
∴,
∵点D在线段上,,
∴.
故①是正确的;
∵,线段,C、D是线段上的两个动点,且,
∴,
即,
∴.
故②是正确的;
∵,线段,C、D是线段上的两个动点,
∴当点在线段上时,如图所示:
此时,
∵,
∴;
∴当点在线段上时,如图所示:
此时,
∵,
∴;
综上:或,
故③是错误的;
∵,且线段,C、D是线段上的两个动点,
∴,
∵是的中点,
∴,
则.
∵,
∴,
即,
∴,
故④是正确的
故选:D.
3.如图,已知A,B(B在A的左侧)是数轴上的两点,点A对应的数为4,且,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,在点P的运动过程中,M,N始终为AP,BP的中点,设运动时间为秒,则下列结论中正确的有( )
①B对应的数是2;②点P到达点B时,;③时,;④在点P的运动过程中,线段MN的长度不变.
A.①③④ B.②③④ C.②③ D.②④
【答案】D
【分析】①根据两点间距离进行计算即可;
②利用路程除以速度即可;
③分两种情况,点P在点B的右侧,点P在点B的左侧,由题意求出AP的长,再利用路程除以速度即可;
④分两种情况,点P在点B的右侧,点P在点B的左侧,利用线段的中点性质进行计算即可.
【详解】解:设点B对应的数是x,
∵点A对应的数为4,且 ,
∴ ,
∴ ,
∴点B对应的数是-2,故①错误;
由题意得:
6÷2=3(秒),
∴点P到达点B时,t=3,故②正确;
分两种情况:
当点P在点B的右侧,
∵AB=6,BP=2,
∴,
∴4÷2=2(秒),
∴BP=2时,t=2,
当点P在点B的左侧,
∵AB=6,BP=2,
∴,
∴8÷2=4(秒),
∴BP=2时,t=4,
综上所述,BP=2时,t=2或4,故③错误;
分两种情况:
当点P在点B的右侧,
∵M,N分别为AP,BP的中点,
∴,,
∴,
当点P在点B的左侧,
∵M,N分别为AP,BP的中点,
,,
∴,
∴在点P的运动过程中,线段MN的长度不变,故④正确.
所以,上列结论中正确的是②④.
故选:D.
4.已知线段,动点P从点A出发,以每秒的速度沿向右运动,同时,动点Q从点B出发,以每秒的速度沿向左运动,设运动时间为t秒.在整个运动过程中,请你用t的式子表示线段的长 .
【答案】或
【分析】本题考查两点间的距离,t秒后点P的路程是,点Q的路程是,再根据两点运动的方向和的长可得答案.
【详解】解:∵t秒后点P的路程是,点Q的路程是,,
∴在P与Q相遇前,;
在P与Q相遇后,.
故答案为:或.
5.如图,数轴上的点为原点,点表示的数为,动点从点出发,按以下规律跳动:第1次从点跳动到的中点处,第2次从点跳动到的中点处,第3次从点跳动到的中点处,…,第次从点跳动到的中点处,按照这样的规律继续跳动到点,,,…,处,那么点所表示的数为 .
【答案】
【分析】本题考查了线段中点的定义,两点间的距离,探究图形的规律,找到图形变化中线段的变化规律是解题的关键
根据题意,得第一次跳动到的中点处,即在离点的长度为,第二次从点跳动到处,即在离点的长度为,则跳动n次后,即跳到了离点的长度为,再根据线段的和差关系可得线段的长度,最后确定点的表示的数即可.
【详解】解:由题可知:,
此第一次跳动到的中点处时,,
同理,第二次从点跳动到处,,
同理,第三次从点跳动到处,
同理,跳动次后,,
故线段的长度为:,
当时,,
∵点在负半轴,
∴点表示的数是,
故答案为:.
6.数轴上的三个点,若其中一个点与其它两个点的距离相等,则称该点是其它两个点的“中点”,这三点满足“中点关系”.已知,如图点,表示的数分别为,,点为数轴上一动点.若,,三点满足“中点关系”时,则点表示的数为 .
【答案】或或
【分析】本题考查数轴上两点间的距离,掌握两点间的距离公式是解题的关键.根据中点到其它两点之间的距离相等,分,,点分别为其它两个点的中点,三种情况进行求解即可.
【详解】解:①当点为点,的中点时,点表示的数为;
②当点为点,的中点时,点表示的数为;
③当点为点,的中点时,点表示的数为;
综上:点表示的数为或或;
故答案为:或或.
7.如图,已知数轴上点A表示的数为4,点B表示的数为1,C是数轴上一点,且.动点P从点B出发,以每秒6个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动.设运动时间为秒.
(1)直接写出数轴上点C表示的数;
(2)当点C在数轴的负半轴上时,用含t的代数式表示线段的长度;
(3)当点C在数轴的负半轴上时,设M是的中点,N是的中点,点P在运动过程中,线段是否发生变化?若有变化,请说明理由;若不变,请求出的长度.
【答案】(1)或12
(2)
(3)不发生变化,
【分析】题目主要考查线段的中点计算. 解题关键点是运用数形结合思想和分类思想分析问题.
(1)根据数轴上两点之间的距离即可得出点的坐标;
(2)分两种情况:若点P在线段上,这时;若点P在线段的延长线上,这时;分别求解即可;
(3)分两种情况分析:①如图1,当点P在线段上运动时,②如图2,当点P在的延长线上运动时,结合图形求解即可.
【详解】(1)解:∵数轴上点A表示的数为4,C是数轴上一点,且.
∴当点C位于点A左侧时,点C表示的数为:,
当点C位于点A右侧时,点C表示的数为:,
∴点C表示的数为或12;
(2)当点C在数轴的负半轴上时,点C表示的数是,
①若点P在线段上,这时,
则;
②若点P在线段的延长线上,这时,
则;
综上可得:;
(3)线段的长度不发生变化.理由如下:
①如图1,当点P在线段上运动时,
;
②如图2,当点P在的延长线上运动时,
;
由上可知,线段的长度不发生变化,其值为4.
8.如图,数轴上点A表示的数为,点B表示的数为7,动点C从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,同时动点D从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动.设点C运动时间为t秒.
(1)①两点之间的距离为_______,线段的中点表示的数为_______.
②用含t的代数式表示:t秒后,点C表示的数为_______,点D表示的数为_________.
(2)当时,描述C、D 两点的位置关系.
(3)点C运动4秒后,动点E从点B出发,以每秒5个单位长度的速度向右匀速运动,试探索:的值是否随着时间t的变化而变化?请说明理由.
【答案】(1)①12,1;②,
(2)C、D 两点重合,理由见解析;
(3)不随着时间t的变化而变化,理由见解析.
【分析】本题主要考查了整式加减的应用,数轴上两点之间的距离,用数轴上的点表示有理数,与线段中点有关的计算,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
(1)①由数轴上两点间的距离公式可求,两点之间的距离,由中点公式可求线段的中点表示的数;②根据点从点出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,点从点出发,以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,进行计算即可得到答案;
(2)将代入(1)②中代数式,得到点,点所表示的数,即可解答;
(3)根据题意表示出秒后,点所表示的数,再求出,即可解答.
【详解】(1)解:①点表示的数为,点表示的数为7,
,两点间的距离等于,线段的中点表示的数为;
故答案为:,;
②t秒后,点C表示的数为;点D表示的数为;
故答案为:,;
(2)解:当时,
点所表示的数为,
点所表示的数为,
则C、D 两点重合;
(3)解:点C运动4秒后,点E表示的数为,
∴,
∴.
∴的值不随着时间t的变化而变化.
9.如图,O为数轴的原点,,,O为的中点,C为的中点.
(1)求的长度;
(2)若动点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,同时,动点Q从O出发,以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,设运动时间为t秒,当t满足什么条件时,有最小值,并求出该最小值.
【答案】(1)1
(2)当,有最小值,最小值为.
【分析】本题主要考查了线段的和差计算,绝对值的几何意义,数轴上两点距离计算:
(1)先根据线段中点的定义得到,进而得到,再由线段中点的定义得到,则;
(2)由(1)得点A表示的数为,点B表示的数为3,点C表示的数为,则运动t秒后,点P表示的数为,点Q表示的数为t,根据两点距离计算公式得到,,则,由绝对值的几何意义可知,表示的数数轴上表示t的数到表示2和表示3的数的距离之和,故当时,的值最小,即此时的值最小,据此可得答案.
【详解】(1)解:∵,O为的中点,
∴,
∵,
∴,
∵C为的中点,
∴,
∴;
(2)解:由(1)得点A表示的数为,点B表示的数为3,点C表示的数为,
∴运动t秒后,点P表示的数为,点Q表示的数为t,
∴,,
∴,
由绝对值的几何意义可知,表示的数数轴上表示t的数到表示2和表示3的数的距离之和,
∴当时,的值最小,即此时的值最小,
∴当,有最小值,最小值为.
10.综合与探究
问题情境
数学活动课上,老师展示了一个问题:如图,已知数轴上点O为原点,A、B两点所表示数分别为和8.
实践探究
(1)线段的长为________;
(2)动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,设运动时间为秒,
①当时,线段________,线段________,点P表示的数为________;(用含t的代数式表示)
②若点M是线段的中点,点N是线段的中点,当动点P在(2)条件下运动时,线段的长度是否与点P的运动时间t有关.若有关,请求出线段的长度与t的关系式;若无关,请说明理由,并求出线段的长度.
【答案】(1)10
(2)①,,;②的长与点P的运动时间t无关,的长度为5
【分析】本题考查了数轴上两点间的距离、数轴上的动点问题、与线段中点有关的计算、线段的和差,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)根据数轴上两点间的距离公式计算即可得解;
(2)①由题意可得点表示的数为,再根据两点间的距离公式计算即可得解;
②分两种情况:当时,线段,线段;当时,线段,线段;分别求解即可得解.
【详解】(1)解:线段的长为;
(2)解:①∵动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,设运动时间为秒,
∴点表示的数为,
∴当时,线段,线段;
故答案为:;
② 当时,线段,线段;
∵点M是线段的中点,点N是线段的中点,
∴,,
∴;
当时,线段,线段,
∵点M是线段的中点,点N是线段的中点,
∴,,
∴;
综上所述,的长与点P的运动时间t无关,的长度为5.
1.如图①,点在线段上,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倍,则称点是线段的“奇点”.
【新知理解】
(1)线段的中点________这条线段的“奇点”;(填“是”或“不是”)
【问题解决】
(2)若点和点在数轴上表示的数分别是和,点是线段的“奇点”,求点在数轴上表示的数.
【应用拓展】
(3)如图②,已知.动点从点出发,以的速度沿向点匀速移动;点从点出发,以的速度沿向点匀速移动,点、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.当点是线段的“奇点”时,直接写出运动时间的所有可能值.
【答案】(1)是;(2)或或;(3)或或
【分析】本题考查新定义,数轴上两点间的距离和一元一次方程的应用,
(1)根据“奇点”的定义即可求解;
(2)设点在数轴上表示的数为,则,,,根据“奇点”的定义,分情况讨论,当或或,分别计算即可;
(3)根据“奇点”的定义,分情况讨论,当或或,分别计算即可;
解题的关键是理解题意,利用分类讨论的思想解决问题.
【详解】解:(1)设点为线段的中点,
∴,
∵点在线段上,
∴中点是线段的“奇点”,
故答案为:是;
(2)设点在数轴上表示的数为,
∵点和点在数轴上表示的数分别是和,
∴,,
∵点是线段的“奇点”,
∴点在线段上,且或或,
当时,得:,
解得:;
当时,得:,
解得:;
当时,得:,
解得:;
综上所述,点在数轴上表示的数为或或;
(3)秒后,,,,
∵点是线段的“奇点”,
∴或或,
当时,得:,
解得:;
当时,得:,
解得:;
当时,得:,
解得:;
∴当为或或时,点是线段的“奇点”.
2.如图①,点M是线段上任意一点,图中共有三条线段和,若其中的两条较短线段中有一条线段的长度是另外一条线段长度的2倍,则称点M是线段的“友好点”.
(1)若,点M是线段上靠近点A的“友好点”,求的长;
(2)如图②,若,点M是线段的“友好点”,点N是线段的中点,则__________;
(3)如图③,已知,动点P从点A出发,以速度沿向点B匀速移动,点从点B出发,以的速度沿向点A匀速移动,点同时出发,当其中一点到达终点时,运动停止.设移动的时间为t,请求出t为何值时, 三点中其中一点恰好是另外两点为端点的线段的“友好点”.
【答案】(1);
(2)或;
(3)或4或或.
【分析】本题主要考查了线段中点和三等分点有关的计算,解题的关键在于能够利用分类讨论的思想求解.
(1)根据题目中所给的“友好点”的定义,进行求值即可.
(2)根据“友好点”的定义可得或可求出的长,再由中点的定义可得的长,再求出的长即可得出结果.
(3)由题意可知,A不可能是“友好点”,故此题分两大类情况,P或Q点是“友好点”,再分别当P点是“友好点”时,和Q点是“友好点”时,根据“友好点”的定义列方程求解即可.
【详解】(1)点M是线段上靠近点A的“友好点”
根据“友好点”的定义可得,,
,
,
解得,
.
(2)由题意可知,点N是线段的中点,
不是线段的中点,
当点是靠近点的三等分点时,
有,
,
,
,
,
,
当点是靠近点的三等分点时,
有,
,
,
,
,
.
(3)由题意可知,A点不可能是“三等分点”,
故P或Q点是“三等分点”.
,
t秒后,,,
当P点是“三等分点”时,,
当时,
有,
解得
当时,
有,
解得,
当Q点是“三等分点”时,,
当时,
有,
解得
当时,
有,
解得
综上所述:或4或或.
3.在数轴上,把原点记作点O,表示数a的点记作点A.对于数轴上任意一点P(不与点O、点A重合),将线段与线段的长度之比定义为点P关于点A的K值,记作,即,例如:点P表示的数为1,点A表示的数为3,因为,,所以
(1)当点P是线段的中点时,点P关于点A的K值 ;
(2)若点P表示的数为p,点A表示的数为a,,求点P关于点A的K值;
(3)点、点为数轴上两个不同的点,并且点与所表示的数互为相反数,点表示的数为p,点A.点B分别表示数a、,若,请直接写出a、p需满足条件: .
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【分析】本题主要考查数轴、新定义、绝对值、数轴上两点间的距离公式,理解新定义并灵活应用相关知识解决问题即可.
(1)根据点P是线段的中点,得出,再利用定义求出的值即可.
(2)分两种情况进行讨论:当点P、A在点O的同侧时,当点P、A在点O的异侧时,分别求出结果即可;
(3)点、点为数轴上两个不同的点,并且点与所表示的数互为相反数,得出,根据,得出,即可得出,从而得出,求出结果即可.
【详解】(1)解:∵点P是线段的中点,
∴,
∴ ,
故答案为:1;
(2)解:当点P、A在点O的同侧时,
∵,
∴
∴;
当点P、A在点O的异侧时,
∵,
∴
∴;
综上分析可知,或.
(3)解:∵点、点为数轴上两个不同的点,并且点与所表示的数互为相反数,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
当,解得:;
当,解得:;
综上分析可知,或.
故答案为:或.
4.如图,已知数轴上原点为,点表示的数为,点表示的数为,且满足.动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为秒.
(1)写出数轴上点表示的数是____________,点表示的数是___________,点表示的数是___________(用含的式子表示);
(2)设点是的中点,点是的中点.点在直线上运动的过程中,线段的长度是否会发生变化?若发生变化,请说明理由;若不变化,求出线段的长度.
(3)动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,若点同时出发;若点间的距离记为,点间的距离记为,是否存在一个数,使得的值与无关?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);;
(2)线段的长度没有变化,长度为
(3)存在,或
【分析】本题考查了数轴和绝对值,熟练掌握数轴上两点间的距离和绝对值及其应用是解题的关键.
(1)根据绝对值的非负性求出和的值,根据动点则可求出表示的数;
(2)利用数轴上的中点公式和两点间的距离即可求解;
(3)利用数轴上两点间的距离和整式化简不含则有系数为即可求解.
【详解】(1)解:∵,
又∵,,
∴,,
即,,
∴数轴上点表示的数是,点表示的数是,点表示的数是.
故答案为:;
(2)解:不发生变化,线段的长度为.
理由如下:
∵点是中点,点是中点,
∴点表示的数为,点表示的数为,
∴;
(3)解:存在,理由如下:
由题意得:点表示的数是:,点表示的数是:,
∴,,
①当时,,,
∴,
∵上式与无关,
∴,解得;
②当时,,,
∴,
∵与无关,
∴,解得;
③当时,,,
∴,
∵与无关,
∴,解得;
综上所述,当或时,的值与无关.
5.定义:若点,,在同一直线上,且,则.例如,,则.
(1)如图1,为数轴的原点,点,表示的数分别为和,则_______.
(2)如图2,已知线段,点从点出发向右运动,点从点出发向左运动,若点运动速度为,点的运动速度为.设运动时间为.
①请用含有的代数式分别表示和.
②当为何值时,.
③若线段的中点为,直接写出时的值.
【答案】(1)2
(2)①,或;②或;③或
【分析】本题考查了数轴上两点距离,线段的和差,一元一次方程的应用;
(1)根据题意可得,即,根据定义,即可求解;
(2)①根据题意得出,,根据新定义即可求解;
②根据题意列出方程,解方程,即可求解.
③分情况讨论求得的长,根据可得,即,根据题意列出方程,解方程即可求解.
【详解】(1)解:①为数轴的原点,点,表示的数分别为和,
∴,即
∴
(2)解:①依题意,,或
∴,或
②∵
∴或
解得:或;
③相遇时,
当时,都在线段上,如图所示,
∵,
∴
∴
∴
∵
∴
解得:
当时,如图所示,都在线段上,如图所示,
∵,
∴
∴
∴
∵
∴
解得:(舍去)
点的速度大于的速度,当时,
当点在点的右侧时,如图所示,
∵,
∴
∴
∴
∵
∴
解得:(舍去)
当点在点的左侧时,如图所示,
∵,
∴
∴
∴
∵
∴.
解得:.
综上所述,的值为或.
6.定义:在同一直线上有三点,若点到两点的距离呈2倍关系,即或,则称点是线段的“倍距点”.
(1)线段的中点 该线段的“倍距点”;(填“是”或者“不是”)
(2)已知,点是线段的“倍距点”,直接写出 .
(3)如图1,在数轴上,点表示的数为2,点表示的数为20,点为线段中点.
①现有一动点从原点O出发,以每秒2个单位的速度沿数轴向右匀速运动.设运动时间为秒,求当为何值时,点为的“倍距点”?
②现有一长度为2的线段(如图2,点起始位置在原点),从原点O出发,以每秒1个单位的速度沿数轴向右匀速运动.当点为的“倍距点”时,请直接写出的值.
【答案】(1)不是
(2)3或6或9或18
(3)或4或10;②或8或10或13
【分析】本题考查数轴上两点间的距离,线段的中点,线段的和差,
(1)根据中点的意义可得,不满足“倍距点”定义,即可作答;
(2)分情况讨论当点C在线段上时,当点C在线段延长线上时,当点C在线段延长线上时,再根据“倍距点”的定义求解即可;
(3)①由题意得,,表示出,根据点为的“倍距点”,可得或,得出或,解绝对值方程求解即可;②由题意得点M表示的数为t,点N表示的数为,表示出,根据点为的“倍距点”,可得或,进而得出或,解绝对值方程求解即可;
熟练掌握知识点,准确理解新定义是解题的关键.
【详解】(1)假设点P是线段的中点,
∴,
∴线段的中点不是该线段的“倍距点”,
故答案为:不是;
(2)当点C在线段上时,,
若,则,
若,则;
当点C在线段延长线上时,,则,则
当点C在线段延长线上时,,则;
故答案为:3或6或9或18;
(3)∵在数轴上,点表示的数为2,点表示的数为20,点为线段中点,
∴点C表示的数为11,
①由题意得,,
∴,
若点为的“倍距点”,
则或,
即,解得或10;
或,解得(负舍);
综上,的值为或4或10;
②由题意得点M表示的数为t,点N表示的数为,
∴,
∵点为的“倍距点”,
∴则或,
即或,
解得或8或10或13.
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