内容正文:
第11讲 数轴中的动态压轴问题
学习目标
知识储备
数轴中的动态压轴问题属于北师大版七年级上册必考压轴题型,主要以数轴为载体,体现动态分析、分类讨论和数形结合等思想,考查学生的分析与综合能力。
要求学生吃透数轴动点的核心模型,掌握动点表示、距离计算、最值、相遇追及推导逻辑,规避高频易错点,熟练套用标准化解题模板,实现所有数轴动态题型全覆盖、解题步骤规范化。
1.数轴的画法,数轴的三要素;
2.能将已知数在数轴上表示出来,能指出数轴上的点所表示的数及数轴上点的运动;
3.能利用绝对值或数轴比较两个有理数的大小.
新知导图
专题精讲
知识点01 数轴上的动态压轴模型
数轴动态压轴模型(动点模型)的核心本质:用代数式子表示数轴上运动的点,将几何点的运动问题,转化为代数方程、不等式、绝对值计算问题。
①若A、B两点在数轴上对应的数字是 a、b,则AB两点间的距离;AB中点对应的数字是:。
②数轴动点问题主要步骤:
1)画图:在数轴上表示出点的运动情况:运动方向和速度;
2)写点:写出所有点表示的数:常用含t的代数式表示,向右运动用“+”表示,向左运动用“-”表示;
3)表示距离:右—左,若无法判定两点的左右需加绝对值;
4)列式求解:根据条件列方程或代数式,求值。
注意:要注意动点是否会来回往返运动,速度是否改变等。
③核心数学思想:数形结合、动态分析、分类讨论,是初中从静态几何向动态几何过渡的首个核心模型,也是后续平面直角坐标系动点、几何动点问题的基础。
(1)数轴是数形结合的产物,分析数轴上点的运动要结合图形进行分析,注意多种情况的分类讨论。
(2)对于两个动点P、Q,若点P、Q的左右位置关系不明确或有多种情况,可用p、q两数差的绝对值表示PQ 两点距离,从而避免复杂分类讨论。
【即学即练】
1.(25-26七年级上·江苏淮安·阶段检测)如图,数轴上A、B表示的数分别为、20,有两条动线段和,点C与点A重合,点M对应的数是4,且点C在点D的左边,点M在点N的左边,,.线段以每秒4个单位的速度向右匀速运动,同时线段以每秒1个单位的速度向右匀速运动.当点D运动到点B时,线段立即返回,并且速度变为原速的一半,同时,线段的速度变为两倍;当点N到达点B时,线段同时停止运动.设运动时间为t秒(整个运动过程中,线段和保持长度不变).
(1)当时,点D表示的数为______;当时,点D表示的数为______;(2)在线段从A到B的过程中,点E是的中点,点F是的中点,若,求点N在数轴上对应的数;(3)在整个运动过程中,请直接写出时,所对应的t的值.
2.(24-25七年级上·辽宁大连·期末)【问题背景】大美瓦房店,瓦房店滨海路上风景怡人.在滨海路上和两地之间相距大约5千米,大明骑电动车从地出发,以1千米/分钟的速度向地方向匀速行驶:笑笑骑自行车从地出发,以0.5千米/分钟的速度向地方向匀速行驶.两人同时出发,经过几分钟大明、笑笑之间相距1千米?
【问题解决】小美同学在学习了《有理数》之后,发现运用数形结合的方法建立数轴可以较快地解决上述问题:如图1,将滨海路抽象为一条数轴,将点与数轴的原点重合,点表示数5.大明和笑笑分别用动点、来表示,设运动的时间为分钟.
(1)分钟后点在数轴上对应的数是_____,点对应的数是_____;(用含的代数式表示)
(2)我们知道,如果数轴上,两点分别对应数,,则.试运用该方法求经过几分钟,之间相距1千米?
【拓展应用】(3)如图2,点,,为数轴上三点;若点表示的数是,点表示的数是40,点表示数是25,现有两个动点、分别从点,同时开始在线段上运动,点以每分钟2个单位长度的速度向右运动,点以每分钟1个单位长度的速度向左运动,若点与点之间的距离为,点与点之间的距离为.在运动过程中,是否存在某一时刻,使得?若存在,请求出运动的时间;若不存在,请说明理由.
3.(25-26七年级上·湖北荆门·期末)定义:数轴上的三个点A、B、C,若其中一个点到另外两个点之间的距离恰好满足3倍的数量关系,则称该点是其它两个点的“奇妙点”.例如数轴上点A、B、C所表示的数分别为5、8、9,此时点B是点A、C的“奇妙点”.若点A表示数,点B表示数15.
(1)如图1,若点M表示数25,判断点M是否为点A,B的“奇妙点”,并说明理由;
(2)如图2,点N是数轴上位于点A的左侧,且点N是点A、B的“奇妙点”,求点N表示的数;
(3)若动点P、Q分别从点A、B位置同时出发,分别以每秒1个单位长度、每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,运动时间为t秒.①当点Q运动多少秒时,点Q追上点P?②在运动过程中,求出点P运动多少秒时点A成为点P、Q的“奇妙点”?
4.(24-25七年级上·江苏南通·阶段检测)如图,在数轴上有两个长方形和,,,点A、B、E、F都在数轴上.点A、点E表示的数分别为m、n,且满足.长方形以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时长方形以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动.设运动时间为t秒,运动后的长方形分别记为长方形与长方形.
(1)点B表示的数为 ___________,点F表示的数为 ___________.(2)当时,求t的值.
(3)在运动过程中,两个长方形会出现重叠部分,设重叠部分的面积为.①S的最大值为 ___________,持续的时间为 ___________秒;②当时,求t的值.
题型速练
题型1、动态规律(左右跳跃)模型
【例1】(2025·山东淄博·二模)在数轴上,点表示原点,现将点从点开始沿数轴按如下规律移动:第一次点向左移动1个单位长度到达点,第二次将点向右移动2个单位长度到达点,第三次将点向左移动3个单位长度到达点,第四次将点向右移动4个单位长度到达点,…,按照这种移动规律移动下去,第次移动到点,当时,点与原点的距离是 个单位.
必记结论
运动规律性:动点按“左右交替”方向移动,步长呈现递增或周期性变化。
代数表达:动点位置需用含时间变量t的代数式表示。
例如,第n次移动后的位置可表示为:xn=xn−1±kn,其中k为步长基数,符号由移动方向决定。
分类讨论:根据移动次数、方向变化和步长规律进行分段分析,尤其注意动点是否跨越原点或特定临界点。
常见模型(1):“1左1右”的等差数列式跳跃,两个一组根据规律计算即可;
常见模型(2):“2左2右”的等差数列式跳跃,四个一组根据规律计算即可。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·河北沧州·阶段练习)如图,一个动点从原点开始向左运动,每秒运动个单位长度,并且规定:每向左运动秒就向右运动秒,则该动点运动到第秒时所对应的数是 .
2.(25-26七年级上·福建漳州·期末)在数轴上,一个动点从初始位置处开始移动:第一次向右移动2个单位长度至,第二次向左移动4个单位长度至,第三次向右移动6个单位长度至,第四次向左移动8个单位长度至,若这个动点在完成第次为正整数移动后恰好落在数轴原点处,则初始位置在数轴上表示的数为( )
A. B. C. D.
3.(25-26七年级上·福建厦门·期末)数轴上的一个动点从原点出发,按照以下规则移动:
第1次:向右移动1个单位;第2次:向左移动4个单位;第3次:向右移动7个单位;第4次:向左移动10个单位;...记移动次后,动点的位置记为.对任意正整数,点与的距离为_________.(用含的式子表示)
题型2、动态中点与n等分点模型
【例1】(25-26七年级上·河北保定·期末)已知点A,B在数轴上对应的数为a,b,点A与点B之间的距离记为,且.(1)填空:________,________,________.
(2)现有点P从点A出发,以4个单位长度/秒的速度向右运动,同时,另一点Q从点B出发,以1个单位长度/秒的速度向右运动,设运动时间为t秒.①当时,P,Q两点之间的距离为________.
②求在运动过程中,当线段时,t的值.③在运动过程中,是否在某一时刻t,使得线段?若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
必记结论
设动点A和B在时间t的位置分别为xA(t)和xB(t),则动态中点M(t)的坐标:。
该公式适用于任意时刻动态中点计算。
2)动态n等分模型:将线段AB分为n等份时,第k个等分点的坐标为:。
若A和B为动点,则等分点位置随时间变化,需建立动态表达式
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·江西赣州·期末)在数轴上,点在原点,点在原点的左侧,点在原点的右侧,点距离原点12个单位长度,点距离原点2个单位长度.
(1)点对应的数为________,______个单位长度.(2)若点为数轴上一点,且,求的长.
(3)点从点以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时点从点以每秒3个单位长度的速度也向右运动,在运动过程中,设运动时间为秒,当三个点,其中有一个点与另外两个点的距离相等时,求的值.
2.(24-25七年级上·江苏苏州·阶段检测)定义:数轴上的三个点,若其中一个点与其他两个点的距离满足2倍关系,则称该点是其他两个点的“友好点”,这三点满足“友好关系”,已知数轴上点A,B表示的数分别为,点C从点B出发,沿数轴的负方向运动.在运动过程中,使A,B,C三点满足“友好关系”的点C表示的数的和是________.
3.(24-25七年级上·湖南长沙·期中)【知识准备】若数轴上点对应的数为,点对应的数为,为的中点,则我们有中点公式:点对应的数为.(1)在一条数轴上,O为原点,点对应的数为,点对应的数为,且有,则的中点N所对应的数为_____.
【问题探究】(2)在(1)的条件下,若点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动,同时点Q从点D出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动.设运动时间为秒,为何值时,的中点所对应的数为1?
【拓展延伸】(3)若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为靠近点A的三等分点,则我们有三等分点公式:点M对应的数为;若数轴上点A的对应数为x,点B的对应数为y,M为最靠近点A的四等分点,则我们有四等分点公式:点M对应的数为.
填空:若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的等分点,则我们有等分点公式:点M对应的数为_____.(其中n为正整数)
题型3、单(多)动点匀速模型
【例1】(25-26七年级上·山东潍坊·期末)如图,在数轴上,点表示,点表示,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度在数轴上沿某一固定方向运动,设运动时间为秒.当时,运动时间的值为 .
必记结论
模型(1):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向右移动,t秒后,到达B点,B点对应的数是:a+vt。
模型(2):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向左移动,t秒后,到达C点,C点对应的数是:a-vt。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·福建漳州·期中)如图所示的数轴上,点表示的数为,点表示的数为10.若一动点从点以每秒1个单位长度沿数轴向右匀速运动,同时动点从点出发,以每秒4个单位长度沿数轴向左匀速运动,设运动的时间为秒,当两点之间的距离为5个单位长度时,的值为( )
A.1 B.3或5 C.3 D.1或5
2.(25-26七年级下·四川眉山·期末)已知数轴上两点A,B对应的数分别为,,点P为数轴上一个动点,其对应的数为x.
(1)若点P到点A,点B的距离相等,则点P对应的数为____________;
(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A,点B的距离之和为8?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由;(3)现在点A,点B分别以2个单位长度/秒和1个单位长度/秒的速度同时向右运动,点P以6个单位长度/秒的速度同时从O点向左运动.当的值为10时,求点P所对应的数是多少?
题型4、单(多)动点变速模型
【例1】(25-26七年级上·四川成都·期末)如图,在数轴上,点,在原点的两侧,分别表示,,.点以每秒个单位的速度从点向右运动,同时,点以每秒个单位的速度从点向左运动,是线段的中点,设运动时间为.
(1)求点与点之间的距离;(2)当为何值时,,并求出此时点表示的数;
(3)在,两点开始运动时,点以每秒个单位的速度从点向左运动.点经过原点后,其速度变为原来的倍,点变速后,若线段的长度始终是一个定值,求的值.
必记结论
单个动点在数轴上运动时,速度随时间或位置发生改变,需分段描述其运动轨迹
例如:动点先以速度v1运动t1秒,再以速度v2反向运动t2秒。
其位置表达式:分段表示为x(t)=x0+v1t(0≤t≤t1)和x(t)=x(t1)−v2(t−t1)(t1<t≤t1+t2)。
上式中为x0初始位置,x(t)为t时刻的位置。
多个动点以不同速度或方向变化协同运动,需分别建模后寻找关联条件(如相遇、距离等)。
动态关系式:分别表示各动点位置,再通过相遇条件xP(t)=xQ(t)或距离公式∣xP(t)−xQ(t)∣=L列方程。
上式中xP(t)为动点P在t时刻的位置;xQ(t)为动点Q在t时刻的位置。
数轴上的单(多)动点变速模型用于描述动点在运动中速度发生变化的场景,需结合分段分析(按时间或位置划分运动阶段,确保每个阶段内速度恒定)和动态方程构建解决问题,最后注意检查解是否在对应时间段内,排除超时或重复解。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·四川成都·期中)已知数轴上有A、B、C三个点,分别表示有理数、9、20,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右移动.设移动时间为t秒,如图1,若用分别表示点P与点A、点B、点C之间的距离,试回答以下问题:
(1)当点P运动5秒时,______,______,______.
(2)当点P运动了t秒时,请用含t的代数式表示点P与点A、点B、点C之间的距离:
______,______,______.
(3)经过几秒后,点P到点A、点C的距离相等?此时点P表示的数是多少?
(4)如图2,当动点P从点A出发以2单位/秒的速度向右运动,同时点Q从点C出发,以1个单位/秒速度向左运动.O、B两点之间为“变速区”,规则为从点O运动到点B期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,从点B运动到点O期间速度变为原来的3倍,之后立刻恢复原速.是否存在符合条件的t,使P、Q两点到点B的距离相等?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
2.(25-26七年级上·山东·期中)如图,将一条数轴在原点O和点B处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示,点B表示20,点C表示36,我们称点A和点C在数轴上相距56个长度单位.动点P、Q同时开始运动,点P从点A出发,以2单位/秒的速度沿着“折线数轴”的正方向运动,从点O运动到点B期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,直至点C处停止运动;点Q从点C出发,以1单位/秒的速度沿着数轴的负方向运动,从点B运动到点O期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速,直至点A处停止运动.设运动的时间为t秒,问:
(1)当点P运动3秒时,点P在数轴上表示的数是 ;当点Q运动12秒时,点Q在数轴上表示的数是
(2)动点P从点A运动至C点需要多少时间?(3)P、Q两点何时相遇?相遇时,求出相遇点M所对应的数是多少?(4)在整个运动过程中,当t为何值时,P、O两点在数轴上相距的长度与Q、B两点在数轴上相距的长度相等.
题型5、动点往返运动模型
【例1】(24-25七年级上·重庆忠县·期末)如果有理数、在数轴上分别表示点、,那么线段的中点在数轴上表示的数为,线段的长度表示为.如图,设,两点在数轴上表示的数,满足,、是数轴上的两个动点,点从点出发,以单位长度秒的速度往右运动,到达点后立即停止,点从点出发,以单位长度秒的速度往左运动,到达点后立即原路原速返回.已知、两点同时出发同时停止,设运动时间为秒.
(1)当时,求线段的中点表示的数和线段的长度;
(2)在运动过程中,求当为何值时,点恰好是线段的中点;
(3)在运动过程中,当为何值时,线段、恰好相差个单位长度,请直接写出的值.
必记结论
数轴上动点往返运动的位置计算需结合方向变化、分段累加和代数建模。
注意事项:1)时间范围验证:解方程后需检查时间是否在对应运动阶段内。
2)多解可能性:往返可能导致动点多次经过同一位置,需列绝对值方程并分情况讨论。
3)通过以上方法,可系统计算数轴动点往返后的位置,需重点关注方向符号处理和分段累加规则。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·福建莆田·期中)如图,点,均在数轴上,点所对应的数是,点在点的右边,且距点个单位长度,点、是数轴上两个动点.
(1)求出点所对应的数;(2)当点到点、的距离之和是个单位长度时,求出此时点所对应的数;
(3)若点、分别同时从点、出发,均沿数轴相向运动,运动时间为,点保持每秒运动个单位长度,点保持每秒运动个单位长度,点到立即折返,点到立即折返,直接写出、距离为时的值.
2.(25-26七年级上·广东广州·期中)如图1,已知数轴上的点A对应的数是a,点B对应的数是b,且与互为相反数.
(1), .(2)动点P、Q分别从点A、B两点出分别以3个单位长度/秒、1个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动,t秒后P、Q两点之间的距离为6个单位长度,求t的值.
(3)如图2,在数轴上的点M和点N处各竖立一个挡板(点M在原点左侧,点N在原点右侧),数轴上甲、乙两个弹珠同时从原点出发,甲弹珠以3个单位长度/秒的速度沿数轴向左运动,乙弹珠以2个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动.当弹珠遇到挡板后立即以原速度向反方向运动,若甲、乙两个弹珠在各自首次遇到挡板返回后首次相遇的位置恰好到点M和点N的距离相等,试探究点M对应的数m与点N对应的数n之间是否满足某种数量关系,请写出它们的关系式,并说明理由.
题型6、动态定值(含参型)模型
【例1】(25-26七年级上·广东佛山·阶段练习)【问题背景】我们知道的几何意义是:在数轴上数对应的点与原点的距离,这个结论可以推广为:表示在数轴上数,对应点之间的距离.
【问题解决】(1)在数轴上,点表示的数是2,点表示的数是,则点与点之间的距离______.
(2)如果点在数轴上表示的数为,点在数轴上表示的数为4,点与点之间的距离为5,那么_______.(3)若,则的最小值为________,此时正整数的值为________.
【关联运用】(4)点、、是数轴上的三个点,点表示的数是,点表示的数是1,点表示的数是8,点、、开始在数轴上运动,若点以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒2个单位长度和4个单位长度的速度向右运动,假设秒钟过后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,请问的值是否随着时间的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,请求出的值.
必记结论
数轴上的动态定值(无参型)模型描述动点运动过程中某些量(如线段长度、距离差等)保持不变的场景,需通过代数表达和几何关系分析定值的存在性及数值。题目中不引入额外参数(如速度、时间变量),直接通过动点初始位置、运动规则或几何关系推导定值。
1)解题策略与步骤:
步骤1:用代数式表示动点位置,例如动点A从x0出发,以速度v移动,则t秒后位置为x0+vt。
步骤2:根据题目条件(如中点、等分点)建立相关量的表达式(如线段长度、差值的绝对值)。
步骤3:化简表达式,观察是否消去变量项,验证是否为定值。
2)常见定值类型:线段长度定值:两动点或动点与定点间的距离保持恒定。
代数式定值:如∣xA−xB∣±kxC的值为固定常数。
位置关系定值:如动点始终为中点或特定分点,导致相关表达式不变。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·四川攀枝花·期中)已知数轴上A,B两点对应的数分别为,6,O为原点,点P为数轴上的一动点,其对应的数为x,
(1)______,______(用含x的式子表示);
(2)在数轴上是否存在点P,使?若存在,请求出x的值;若不存在,请说明理由;
(3)若点P以每秒1个单位长度的速度从O点向右运动,同时点A以每秒5个单位长度的速度向左运动,点B以每秒20个单位长度的速度向右运动,在运动过程中,M,N分别是的中点,问的值是否发生变化?请说明理由.
2.(25-26七年级上·江苏无锡·阶段检测)如图,在数轴上,点O为原点,点表示的数为,点表示的数为,且a,b满足.
(1) ___________; ___________;(2)动点分别从点,点同时出发,沿着数轴向右匀速运动,点的速度为每秒2个单位长度,点的速度为每秒1个单位长度.①几秒时,点与点距离6个单位长度?②动点分别从点,点出发的同时,动点也从原点O出发,沿着数轴向右匀速运动,速度为每秒个单位长度.记点与点之间的距离为,点与点Q之间的距离为,点O与点之间的距离为.设运动时间为秒,请问:是否存在的值,使得在运动过程中,的值是定值?若存在,请求出此值和这个定值;若不存在,请说明理由
3.(25-26七年级上·江苏无锡·期中)如图,在数轴上点为原点,点表示的数为,点表示的数为,且,满足.
(1)______;______;(2)动点,分别从点,点同时出发,沿着数轴向右匀速运动,点的速度为每秒个单位长度,点的速度为每秒个单位长度.①运动几秒时,点与点距离个单位长度;
②动点,分别从点,点出发的同时,动点也从原点出发,沿着数轴向右匀速运动,速度为每秒个单位长度.记点与点之间的距离为,点与点之间的距离为,点与点之间的距离为,设运动时间为秒,请问,是否存在的值,使得在运动过程中,的值是定值?若存在,请求出此值和这个定值.
题型7、动态定值(含参型)模型
【例1】(25-26七年级上·广东江门·阶段练习)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.已知点P,Q在数轴上分别表示有理数p,q,P,Q两点之间的距离表示为.例如,在数轴上,有理数3与1对应的两点之间的距离为;有理数5与﹣2对应的两点之间的距离为;…;解决问题:
已知有理数a,b,c在数轴上对应的点分别为A,B,C,且满足,.
(1)分别求a,b,c的值;
(2)若点D在数轴上对应的数为x,当A、D间距离是B、C间距离的4倍时,请求出x的值;
(3)点M是AB的中点,O为原点,点N为数轴上一动点y,当取最小时,满足条件的点N对应的y的整数值共有 个.
(4)若点A和点B分别以每秒2个单位长度和每秒1个单位长度的速度在数轴上同时向右运动,设运动时间为t秒,是否存在一个常数k,使得的值在一定时间范围内不随运动时间t的改变而改变?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
必记结论
数轴上动态定值(含参型)模型需分析含参数(如速度、距离比例等)的动点运动过程中某些量的恒定性,通过代数建模和参数消去法验证定值存在性及数值。
线段和差定值:如PA+PB或∣PA−PB∣恒为常数,需结合参数化简表达式。
代数式定值:如kxA+mxB的值与时间无关,需分离含时项并令其系数为零。
速度参数:多个动点以不同速度运动,需联立方程消去时间变量,验证定值。
比例参数:如线段比例或代数式含系数m(如mAB−2BC),需通过参数约束条件确定定值。
通过参数化建模、代数式分离与含时项消去,可系统解决含参型动态定值问题,需特别注意参数解的适用范围及多解可能性
【小试牛刀】
1.(24-25七年级下·广东揭阳·开学考试)如图,在数轴上点表示的数,点表示数,和满足,点是数轴原点.
(1)点表示的数为________,点表示的数为________,线段的长为________.
(2)若点从点出发,以3个单位长度每秒的速度向点运动,与此同时,点从点出发,以2个单位长度每秒的速度向点运动,当一个点到达终点时,另一个点立即停止运动.在两点运动过程中是否存在某个时刻,使得?若存在,请求出此时点表示的数;若不存在,请说明理由.
(3)点、分别以3个单位/秒和2个单位/秒的速度同时向右运动,点从原点以5个单位/秒的速度向右运动,是否存在常数,使得为定值,若存在,请求出值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
2.(25-26七年级上·甘肃天水·阶段检测)如图,在数轴上有A、B、C三点,所表示的数分别是,2,,有两条动线段和满足,,初始状态点P与点C重合,点N与点B重合,若线段以每秒2个单位的速度从点C开始沿数轴向右匀速运动,同时线段以每秒1个单位的速度从点B开始沿数轴向左匀速运动.
(1)当P、N两点相距4个单位时,运动时间为多少秒?
(2)设运动时间为t秒,当点M运动到点C时,线段、同时停止运动,当C,P,M中某一点为另外两点构成线段的中点时,求时间t的值;(3)当点运动到点B时,线段立即以相同的速度返回,直到点M运动到点C时,线段,同时停止运动,设运动时间为t秒,当时,存在两个常数m,n使得的值与t无关,请直接用等式表示m与n的数量关系.
题型8、数轴折叠(翻折)模型
【例1】(25-26·重庆·七年级期中)已知在纸面上有一数轴(如图)折叠纸面.
(1)若1表示的点与表示的点重合,则表示的点与数_____表示的点重合;
(2)若1表示的点与表示的点重合,回答以下问题:
①13表示的点与数_____表示的点重合;②若数轴上A、B两点之间的距离为2022(A在B的左侧),且A、B两点经折叠后重合,求A、B两点表示的数是多少?
必记结论
数轴折叠模型通过几何对称性分析折叠前后点的对应关系,解决折痕位置、对称点等问题。
1)若折叠后点a与点b重合,则折痕对应的点m为两点的中点,满足:或b=2m−a;
2)折叠后,对称点到折痕的距离相等,折痕位置可通过线段比例或代数方程求解;
3)若折叠后动点继续运动,需分段分析折叠前后的位置变化及运动轨迹。
【小试牛刀】
1.(25-26·江苏·七年级期中)平移和翻折是初中数学中两种重要的图形变化,阅读并回答下列问题:
(一)平移:在平面内,讲一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移.
(1)把笔尖放在数轴的原点处,先向左移动3个单位长度,再向右移动2个单位长度,这时笔尖的位置表示的数是 ;(2)一个机器人从数轴上原点出发,并在数轴上移动2次,每次移动2个单位后到达B点,则B点表示的数是 ;(3)如图,数轴上点A表示的数为−1,点B表示的数为1,点P从5出发,若P,A两点的距离是A,B两点距离的2倍,则需将点P向左移动 个单位.
(二)翻折:将一个图形沿着某一条直线折叠的运动.
(4)若折叠纸条,表示−3的点与表示1的点重合,则表示−4的点与表示 的点重合;
(5)若数轴上A,B两点之间的距离为10,点A在点B的左侧,A,B两点经折叠后重合,折痕与数轴相交于表示−1的点,则A点表示的数为 ;
(6)在数轴上,点M表示是的数为4,点N表示的数为x,将点M,N两点重合后折叠,得折痕①,折痕①与数轴交于P点;将点M与点P重合后折叠,得折痕②,折痕②与数轴交于Q点.若此时点M与点Q的距离为2,则x= .
2.(25-26七年级上·江苏无锡·阶段检测)数轴是一个非常重要的数学工具,它把数和数轴上的点建立了对应关系,形象地揭示了数与数轴上的点之间的内在联系,是数形结合的基础.小明在一条长方形纸带上画了一条数轴,进行如下操作探究:
(1)操作1:折叠纸带,若数轴上表示的点与表示的点重合,则与表示的点重合的点表示的数是______.
(2)操作2:若点、表示的数分别是、,点从点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向左匀速运动;同时,点从点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向左匀速运动.设运动时间为秒,
①在运动过程中,当为______时,点与点重合;
②在运动过程中,当为何值时,点与点之间的距离为;
(3)操作3:在数轴上剪下个单位长度(从到)的一条线段,并把这条线段沿某点向左对折,然后在重叠部分的某处剪一刀得到三条线段(如图),若这三条线段的长度之比为,则折痕处对应的点表示的数可能是______.
题型9、数轴上的线段移动模型
【例1】(25-26七年级上·福建泉州·期末)如图,点,,,在数轴上对应的数分别为,,,,且,,,,.
(1)求线段的长度;(2)若线段以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,线段以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,运动时间为秒(),点,分别为,的中点.
①在运动过程中,的长度是否为定值?若是,请求出定值;若不是,请说明理由;
②求出线段与重叠部分的长度(用含的代数式表示).
必记结论
数轴上的线段移动模型研究线段整体平移的动态变化规律,需结合代数表达与几何关系分析线段长度、覆盖范围等核心问题。
线段沿数轴以固定速度单向或往返移动,需用代数式表示端点位置变化(如左移减速度,右移加速度);动态过程中需关注线段覆盖区域,及与其他线段的交互(如重叠)。部分模型中,线段长度或端点间的代数差保持恒定(如平移速度对称时,两动线段差为定值)
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·浙江绍兴·期末)如图,在数轴上有两个正方形和,点为原点,点、、、表示的数分别为,,4,14.正方形以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时正方形以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,设运动时间为秒,运动后的正方形分别记为正方形与正方形.
(1)点表示的数为______,点表示的数为______.(2)当时,求的值.
(3)在运动过程中,两个正方形会出现重叠部分,设重叠部分的面积为.
①当达到最大值时,求持续的时间为几秒;②当时,请直接写出点所表示的数.
2.(24-25七年级上·广东深圳·期末)如图1,点C是线段上一点,若,我们称为点在线段上的“分割值”,记为.例如点在上,,则;反之当,则.
(1)如图2,数轴、两点对应的数为、,且分别满足和.
①求出 ; ;②请在图2的数轴上画出、两点.
(2)为数轴上一个动点,从点向终点匀速运动.①若点表示的数为,则 .
②如图,数轴上另一个点从点出发向点运动,到达点后立即以原速返回点,当点到达点B时,,都停止运动.若点和点的运动速度分别为每秒个单位和每秒个单位,且点和点同时出发,运动秒后,是否存在,若存在,求出的值;不存在,请说明理由.
(3)如图4,在四边形中,,,,,点,同时从点出发向终点匀速运动,点沿折线运动,点沿线段运动.设点,的速度分别为和且满足,若,当点运动到线段上时,则 .(用含有的代数式表示)
3.(25-26七年级上·江苏连云港·期中)伴随着连淮扬镇铁路淮镇段的首发运行,世界首座高速铁路悬索桥——五峰山长江大桥正式开通运营.如图,点O为原点,向右为正方向.甲动车位于处,向右行驶.乙动车位于处,向左行驶.五峰山长江大桥主桥为;甲、乙两动车长度相等,速度均为米/秒.表示的数分别是,且满足.
(1)______,间的距离是______米,间的距离是______米;(2)从此刻开始算起,甲动车A处有个在座位上的乘客记为点M,求甲动车行驶多少秒时,点M到点C的距离等于米?(3)从此刻开始算起,甲动车A处有个在座位上的乘客记为点M,求甲动车行驶多少秒时,点M到点B的距离与点M到点C的距离之和等于米?(4)两车同时运行,若甲动车A处的乘客记为点M,向右走,速度为2米/秒、乙动车处于中点位置的座位上的乘客记为点N,乘客M从车尾走到车头的过程中是否存在一段时间t,恰好同时在五峰山长江大桥上?如存在,请直接写出t的值.
基础过关
1.(24-25七年级上·河南·期中)已知数轴上点表示的数为,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,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.若点、同时出发,当、两点相距个单位长度时,的值为( )
A. B. C.或 D.或
2.(25-26七年级上·浙江·专题练习)已知,如图A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为,B点对应的数为90.(1)与A、B两点距离相等的M点对应的数是 ;(2)现在有一只电子蚂蚁P从B点出发时,以5个单位/秒的速度向左运动,同时另一只电子蚂蚁Q恰好从A点出发,以3个单位/秒的速度向右运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的C点相遇,则C点对应的数是 ;
3.(25-26七年级上·浙江·专题练习)已知有理数a,b满足∶ .如图,在数轴上,点O是原点,点A所对应的数是a,线段在直线上运动(点B在点C的左侧),且,下列结论:
①,;②当点B与点O重合时,;③当点C与点A重合时, 若点P是线段延长线上的点, 则;④在线段运动过程中,若M为线段的中点,N 为线段的中点,则线段的长度不变. 其中正确的有 个.
4.(25-26七年级上·浙江·期末)如图1所示,一个点从数轴上的原点开始,先向右移动3个单位长度,再向左移动5个单位长度,可以发现终点表示的数是,已知点A,B是数轴上的点,请参照图并思考,完成下列各题.
(1)如果点A表示数,将点A向右移动7个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 ;(2)如果点A表示数5,将点A向左移动9个单位长度,再向右移动11个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离为 ;(3)一般地,如果A点表示的数为m,将A点向右移动n个单位长度,再向左移动p个单位长度,那么,请你猜想终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 .(4)如图2,在数轴上从左到右边依次有A,B,C三点,点A与点B之间的距离为3,点B与点C之间的距离为5,如果P,Q两点同时出发,点P以每秒钟2个单位长度的速度从点A向右运动,点Q以每秒钟4个单位长度从点C向左运动,经过 秒后,点P与点B的距离和点Q与点B的距离相等.
5.(24-25七年级上·浙江温州·期中)如图,数轴上点为,点为,点是数轴上的一个动点.
(1)若点到的距离为,点到的距离为.①当时,求点所表示的数.②当时,求点所表示的数.(2)如图,数轴上动点在动点右侧,并且始终与动点保持个单位长度的距离,四个点中,记其中两个点的距离为,剩余两个点的距离为,当,在点之间运动时,若,求点所表示的数.
6.(24-25七年级上·浙江杭州·阶段练习)在数轴上有理数对应的点为点,有理数对应的点为点,,两点之间的距离表示为,记为.
(1)如图,点在数轴上所对应的数为,,则点对应的数为________.
(2)在(1)的条件下,若点在的右侧,同时点以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右运动,当点运动到所在的点时,求,两点间的距离.
(3)在(2)的条件下,若点运动到后静止不动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,求经过多长时间,.
7.(24-25七年级上·浙江宁波·期末)七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究宁波地铁的运行.
素材1
宁波轨道交通1号线是宁波第1条建成运营的地铁线路,极大地便利了市民的日常出行.为了研究方便,地铁运行过程中速度看成恒定,每相邻两站的间距都可近似看成相等,且每相邻两站之间地铁的运行时间都为2分钟,每站停靠时间30秒.如图1是1号线部分线路图:
素材2
小明觉得可以用数轴上的动点来刻画地铁的运行过程,他以东门口站为原点,建立了如下图2的数轴.其中数字1代表江厦桥东站,数字2代表舟孟北路站,以此类推. 数轴上的动点P可以用来刻画运动的地铁,动点P每次运动到一个整数点时,都需要暂停30秒,代表地铁到站停靠.
问题解决
探究1
图2中数字5代表______站.
探究2
如图2,动点P从原点出发,运动t分钟到数字3和数字4之间时(不含数字3和数字4),求点P在数轴上表示的数(用含t的代数式表示).
探究3
如图3,A从江厦桥东站上车,往东环南路方向乘坐地铁,同时B从福庆北路站上车,往东门口方向坐地铁.若两辆地铁恰好同时从江厦桥东和福庆北路出发,则出发多久后两人在数轴上刚好相距2.5个单位长度.
8.(24-25七年级上·安徽亳州·期中)已知式子是关于的二次多项式,且二次项系数为,数轴上,两点所对应的数分别是和.
(1)则_______,________;,两点之间的距离为_______;(2)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第几次时,点到达点;(3)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第次时,求点所对应的有理数.
9.(25-26·浙江·七年级专题练习)已知数轴上两点A、B对应的数分别为、1,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.(1)若点P到点A,点B的距离相等,求点P对应的数.(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A、点B的距离之和为6?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由.(3)点A、点B分别以2个单位长度/分、1个单位长度/分的速度向右运动,同时点P以6个单位长度/分的速度从O点向左运动.当遇到A时,点P立即以同样的速度向右运动,并不停地往返于点A与点B之间,求当点A与点B重合时,点P所经过的总路程是多少?
10.(25-26·河南洛阳·七年级期末)数轴体现了数形结合的数学思想,若数轴上点A,B表示的数分别为a,b,则A、B两点之间的距离表示为.如:点A表示的数为2,点B表示的数为3,则.
问题提出:(1)填空:如图,数轴上点A表示的数为−2,点B表示的数为13,A、B两点之间的距离______,线段AB的中点表示的数为______.
(2)拓展探究:若点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点Q从点B出发.以每秒2个单位长度的速度向左运动.设运动时间为t秒(t>0)
①用含t的式子表示:t秒后,点Р表示的数为______;点Q表示的数为______;
②求当t为何值时,P、Q两点相遇,并写出相遇点所表示的数.
(3)类比延伸:在(2)的条件下,如果P、Q两点相遇后按照原来的速度继续运动,当各自到达线段AB的端点后立即改变运动方向,并以原来的速度在线段AB上做往复运动,那么再经过多长时间P、Q两点第二次相遇.请直接写出所需要的时间和此时相遇点所表示的数.
能力提升
1.(24-25七年级上·福建福州·期末)对于数轴上的三点,给出如下定义:若点P在线段上,且点P与A,B两点的距离恰好满足2倍关系时,即或,则称点P是A,B两点的“2倍点”.如图,若点A以每秒1个单位长度的速度从表示数的点向右运动,点B以每秒4个单位长度的速度从表示数4的点向右运动,若点P以每秒3个单位长度的速度从表示数5的点向左运动,三个点同时出发,设出发t秒后,若点P恰好是点A,B的“2倍点”,则t的值是( )
A.2 B.1 C.2或 D.或1
2.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)如图,已知数轴上有A,B,C三点,它们表示的数分别是,,4. 点A到点C的距离可以用表示,且.
(1)应用: , ;(2)拓展:若点A沿数轴向右以每秒3个单位长度的速度运动,则t秒时点A表示的数是 ,此时, (用含t的式子表示);(3)探究:若点C以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时,点A和点B分别以每秒3个单位长度和8个单位长度的速度向左运动,则的值是否随着时间t的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,求出的值.
3.(24-25七年级上·浙江绍兴·期末)如图,已知数轴上两点对应的数分别为和,两点对应的数互为相反数.
(1)求的长;(2)若点从点出发,以每秒1个单位长度的速度向终点运动.同时点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向点运动,当点到达点后立即返回,仍然以每秒2个单位长度的速度运动至点停止,设运动时间为(秒).①问为何值时,为的中点?②当时,求的值.
4.(23-24七年级上·湖北随州·期中)已知,其中分别为点、点在数轴上表示的数,如图所示. 动点分别从同时开始运动,点以每秒6个单位向左运动,点以每秒2个单位向右运动,设运动时间为秒.(1)直接写出的值;
(2)请用含的代数式表示点在数轴上对应的数为:___________,点在数轴上对应的数为___________.
(3)当相遇后,点继续保持向左运动,点在原地停留4秒后向左运动且速度变为原来的5倍. 在整个运动过程中,当之间的距离为2个单位时,求运动时间的值(需写出必要的解答过程).
5.(23-24七年级上·陕西西安·阶段练习)如图,数轴上线段(单位长度),(单位长度),点A在数轴上表示的数是,点C在数轴上表示的数是14.
(1)若点P是数轴上一动点,当动点P到点A的距离与到点D的距离之和等于34时,则点P对应的数是 ;
(2)若点M从点A出发向右运动,速度为2个单位长度/秒,点N从点D出发向左运动,速度为4个单位长度/秒,点P从原点出发,速度为3个单位长度/秒.点M,N和P三点同时运动,点P先向右运动,遇到点N立即掉头向左运动,遇到点M再立即掉头向右运动,如此往返,当M,N两点相距12个单位长度时,点P立即停止运动,此时点P移动的路程为 个单位长度;
(3)若线段以3个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时线段以1个单位长度/秒的速度向左匀速运动.点P是线段上一点,当B点运动到线段上时,是否存在关系式,若存在,求线段的长;若不存在,请说明理由.
6.(23-24七年级上·陕西渭南·期中)已知数轴上A,B,C三点对应的数分别为、3、5,点P为数轴上任意一点,其对应的数为x.点A与点P之间的距离表示为,点B与点P之间的距离表示为.
(1)若,求x的值;(2)若,求x的值;(3)若点P从点C出发,以每秒3个单位的速度向右运动,点A以每秒1个单位的速度向左运动,点B以每秒2个单位的速度向右运动,三点同时出发.设运动时间为t秒,试判断:的值是否发生变化?若不变化,求出这个定值,若变化,请说明理由.
7.(24-25七年级上·浙江·期中)阅读材料并回答问题:
对于数轴上的三个点,若其中一个点与其他两个点的距离之间恰好满足倍的数量关系,则称该点是其他两个点的“关联点”.例如:如图,数轴上点,,表示的数分别为,,,点与点的距离是,点与点的距离是,此时点是点,的“关联点”.
(1)若点表示,点表示.,,,对应的点分别是,,,,则其中哪几个点是点,的“关联点”?(2)点表示的数是,点表示的数是,为数轴上一个动点.若点在点的左侧,且点是点,的“关联点”,则点表示的数是____________.
8.(25-26·江苏连云港·七年级校考期中)已知M、N两点在数轴上所装示的数分别为m、n,且m、n满足:
(1)则m = _________ ,n = _________ ;(2)①情境:有一个玩具汽车如图所示,放置在数轴上,将汽车沿数轴左右水平移动,当点A移动到点B时,点B所对应的数为m,当点B移动到点A时,点A所对应的数为n.则玩具汽车的长为 _________ 个单位长度;
②应用:一天,小阳问爷爷的年龄,爷爷说:“我若是你现在这么大,你还要40年才出生呢;若是我现在这么大,我已是老寿星,116岁了!”小阳心想:爷爷的年龄到底是多少岁呢?聪明的你能帮小阳求出来吗?
(3)在(2)①的条件下,当汽车以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时点P和点Q从N、M出发,分别以每秒1个单位长度和3个单位长度的速度向左和向右运动.记汽车运动后对应的位置为.是否存在常数使得的值与它们的运动时间无关?若存在,请直接写出k的值;若不存在,请说明理由.
挑战一刻
1.(24-25七年级上·福建泉州·期末)如图,点为原点,、为数轴上两点,,且,点从点开始以每秒4个单位的速度向右运动,当点开始运动时,点、分别以每秒6个单位和每秒3个单位的速度同时向右运动,设运动时间为秒,若的值在某段时间内不随着的变化而变化,则的值为( )
A.4 B.16 C.4或16 D.8或16
2.(25-26七年级上·天津津南·期中)平移和翻折是初中数学两种重要的图形变化.请思考下列问题:
(1)平移运动:①把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动3个单位长度,再向正方向移动2个单位长度,这时笔尖的位置表示的数为 .
A. C. B. D.
②一机器人从原点O开始,第1次向左跳1个单位,紧接着第2次向右跳2个单位,第3次向左跳3个单位,第4次向右跳4个单位,…,依此规律跳,当它跳2023次时,落在数轴上的点表示的数是 .
(2)翻折变换:①若折叠纸条,表示的点与表示3的点重合,则表示的点与表示 的点重合;
②若数轴上A、B两点之间的距离为2018(A在B的左侧,且折痕与①折痕相同),且A、B两点经折叠后重合,则A点表示 ,B点表示 .
③若数轴上折叠后重合的两点分别表示数a,b,则折叠中间点表示的数为 (用含有a,b的式子表示)
3.(24-25七年级上·浙江·期中)七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究“折线数轴”.
探索“折线数轴”:素材1 如图,将一条数轴在原点,点,点处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点表示,点表示,点表示,点D表示,我们称点与点在数轴上的“友好距离”为个单位长度,并表示为.
素材2 动点从点出发,以个单位长度/秒的初始速度沿着“折线数轴”向其正方向运动.当运动到点与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点与点之间时速度变为初始速度的两倍.经过点后立刻恢复初始速度.
问题解决:探索1 :动点从点运动至点B需要多少时间?
探索2 : 动点从点出发,运动秒至点和点之间时,求点表示的数(用含的代数式表示);
探索3 :动点从点出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点运动的时间.
4.(24-25七年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,数轴上,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,在点和点处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点和点在数轴上相距个长度单位,动点从点出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点从点出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线和射线上的运动速度相同均为个单位/秒,“上坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的倍.设运动的时间为秒,问:
(1)动点从点运动至点需要时间为_____秒;(2)、两点到原点的距离相同时,求出动点在数轴上所对应的数.
5.(24-25七年级上·重庆·期末)如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为、40,在A、B两点处各放一个挡板,M、N两个电子小球同时从原点出发,M以2个单位/秒的速度向数轴负方向运动,N以4个单位/秒的速度向数轴正方向运动,碰到挡板后则反方向运动,速度大小不变,当两小球第一次相遇时都停止运动.设两个小球运动的时间为t,那么:
(1)当时,M在数轴上对应的数可以表示为 ;
(2)小杨同学发现:当时,始终为定值.小杨的发现是否正确?若正确,请求出这个定值;若不正确,请说明理由.(3)在整个运动过程中,t为何值时M、N两个小球间的距离为6?请直接写出答案.
6.(24-25七年级上·湖南湘潭·期末)如图1,点C在线段上,图中共有3条线段:,和,若其中有一条线段的长度是另一条线段长度的两倍,则称点C是线段的“巧点”.
(1)一条线段的中点______这条线段的“巧点”;(填“是“或“不是”)
(2)如图2,数轴上A、B两点分别对应数a、b,且a、b满足关系式.
①若C是线段的“巧点”,则C点表示的数是多少?
②动点P从点A出发,以每秒的速度沿向终点B匀速移动.点Q从点B出发,以每秒的速度沿向终点A匀速移动,点P,Q同时出发,当其中一点到达终点时两动点同时运动停止,若设移动的时间为t秒,求当t为何值时,点Q恰好是线段的“巧点”.
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第11讲 数轴中的动态压轴问题
学习目标
知识储备
数轴中的动态压轴问题属于北师大版七年级上册必考压轴题型,主要以数轴为载体,体现动态分析、分类讨论和数形结合等思想,考查学生的分析与综合能力。
要求学生吃透数轴动点的核心模型,掌握动点表示、距离计算、最值、相遇追及推导逻辑,规避高频易错点,熟练套用标准化解题模板,实现所有数轴动态题型全覆盖、解题步骤规范化。
1.数轴的画法,数轴的三要素;
2.能将已知数在数轴上表示出来,能指出数轴上的点所表示的数及数轴上点的运动;
3.能利用绝对值或数轴比较两个有理数的大小.
新知导图
专题精讲
知识点01 数轴上的动态压轴模型
数轴动态压轴模型(动点模型)的核心本质:用代数式子表示数轴上运动的点,将几何点的运动问题,转化为代数方程、不等式、绝对值计算问题。
①若A、B两点在数轴上对应的数字是 a、b,则AB两点间的距离;AB中点对应的数字是:。
②数轴动点问题主要步骤:
1)画图:在数轴上表示出点的运动情况:运动方向和速度;
2)写点:写出所有点表示的数:常用含t的代数式表示,向右运动用“+”表示,向左运动用“-”表示;
3)表示距离:右—左,若无法判定两点的左右需加绝对值;
4)列式求解:根据条件列方程或代数式,求值。
注意:要注意动点是否会来回往返运动,速度是否改变等。
③核心数学思想:数形结合、动态分析、分类讨论,是初中从静态几何向动态几何过渡的首个核心模型,也是后续平面直角坐标系动点、几何动点问题的基础。
(1)数轴是数形结合的产物,分析数轴上点的运动要结合图形进行分析,注意多种情况的分类讨论。
(2)对于两个动点P、Q,若点P、Q的左右位置关系不明确或有多种情况,可用p、q两数差的绝对值表示PQ 两点距离,从而避免复杂分类讨论。
【即学即练】
1.(25-26七年级上·江苏淮安·阶段检测)如图,数轴上A、B表示的数分别为、20,有两条动线段和,点C与点A重合,点M对应的数是4,且点C在点D的左边,点M在点N的左边,,.线段以每秒4个单位的速度向右匀速运动,同时线段以每秒1个单位的速度向右匀速运动.当点D运动到点B时,线段立即返回,并且速度变为原速的一半,同时,线段的速度变为两倍;当点N到达点B时,线段同时停止运动.设运动时间为t秒(整个运动过程中,线段和保持长度不变).
(1)当时,点D表示的数为______;当时,点D表示的数为______;(2)在线段从A到B的过程中,点E是的中点,点F是的中点,若,求点N在数轴上对应的数;(3)在整个运动过程中,请直接写出时,所对应的t的值.
【答案】(1)8;16(2)或(3)或或或7
【详解】(1)解:当点D运动到点B时,运动时间为,
时,点D表示的数为;
当时,此时线段以每秒2个单位的速度向左匀速运动,
点D表示的数为;故答案为:8;16
(2)解:根据题意得:点C对应的数为,点D对应的数为,点M对应的数为,点N对应的数为,
∵点E是的中点,点F是的中点,
∴点E对应的数为,点F对应的数为,
∵,∴,解得:或,
当时,点N在数轴上对应的数为;
当时,点N在数轴上对应的数为;
综上所述,点N在数轴上对应的数为或;
(3)解:若线段从A到B的过程,此时,点C对应的数为,点D对应的数为,点M对应的数为,点N对应的数为,
∴,,
∵,∴当,即时,,解得:;
当,即时,,解得:(舍去);
当,即时,,解得:;
若线段从B到A的过程,此时,线段以每秒2个单位的速度向左匀速运动,线段以每秒2个单位的速度向右匀速运动.
点D对应的数为,点C对应的数为,
点M对应的数为,点N对应的数为,
∴,,
∵,∴当,即时,,解得:;
当,即时,,解得:(舍去);
当,即时,,解得:;
综上所述,t的值为或或或7.
2.(24-25七年级上·辽宁大连·期末)【问题背景】大美瓦房店,瓦房店滨海路上风景怡人.在滨海路上和两地之间相距大约5千米,大明骑电动车从地出发,以1千米/分钟的速度向地方向匀速行驶:笑笑骑自行车从地出发,以0.5千米/分钟的速度向地方向匀速行驶.两人同时出发,经过几分钟大明、笑笑之间相距1千米?
【问题解决】小美同学在学习了《有理数》之后,发现运用数形结合的方法建立数轴可以较快地解决上述问题:如图1,将滨海路抽象为一条数轴,将点与数轴的原点重合,点表示数5.大明和笑笑分别用动点、来表示,设运动的时间为分钟.
(1)分钟后点在数轴上对应的数是_____,点对应的数是_____;(用含的代数式表示)
(2)我们知道,如果数轴上,两点分别对应数,,则.试运用该方法求经过几分钟,之间相距1千米?
【拓展应用】(3)如图2,点,,为数轴上三点;若点表示的数是,点表示的数是40,点表示数是25,现有两个动点、分别从点,同时开始在线段上运动,点以每分钟2个单位长度的速度向右运动,点以每分钟1个单位长度的速度向左运动,若点与点之间的距离为,点与点之间的距离为.在运动过程中,是否存在某一时刻,使得?若存在,请求出运动的时间;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;(2)当或时,,之间相距1千米;(3)存在,当或时,使得
【详解】解:(1)依据题意得,分钟后点对应的数是,点对应的数是,故答案为:,;
(2)由题意得:,解得:或,
当或时,,之间相距1千米,
(3)存在某一时刻,使得,
理由如下:,,,
由题意得:,解得:或,存在,当或时,.
3.(25-26七年级上·湖北荆门·期末)定义:数轴上的三个点A、B、C,若其中一个点到另外两个点之间的距离恰好满足3倍的数量关系,则称该点是其它两个点的“奇妙点”.例如数轴上点A、B、C所表示的数分别为5、8、9,此时点B是点A、C的“奇妙点”.若点A表示数,点B表示数15.
(1)如图1,若点M表示数25,判断点M是否为点A,B的“奇妙点”,并说明理由;
(2)如图2,点N是数轴上位于点A的左侧,且点N是点A、B的“奇妙点”,求点N表示的数;
(3)若动点P、Q分别从点A、B位置同时出发,分别以每秒1个单位长度、每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,运动时间为t秒.①当点Q运动多少秒时,点Q追上点P?②在运动过程中,求出点P运动多少秒时点A成为点P、Q的“奇妙点”?
【答案】(1)是,理由见解析(2)(3)①20秒;②4秒或秒或12秒
【详解】(1)解:∵,,∴;∴点M为点A、B的“奇妙点”
(2)解:设点N表示的数为x,∴,
∵点N是数轴上位于点A的左侧,且点N是点A、B的“奇妙点”,
∴∴∴∴点N表示的数为;
(3)解:运动t秒后,点P表示的数为,点Q表示的数为,
①∵点Q追上点P,∴,解得,∴运动20秒后,点Q追上点P.
②当Q在点A、B之间运动时,,,
当时,,解得,
当时,,解得,
当Q运动到点A左边时,,,
则,,解得,
综上所述,点运动4秒或秒或12秒时点A成为点P、Q的“奇妙点”.
4.(24-25七年级上·江苏南通·阶段检测)如图,在数轴上有两个长方形和,,,点A、B、E、F都在数轴上.点A、点E表示的数分别为m、n,且满足.长方形以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时长方形以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动.设运动时间为t秒,运动后的长方形分别记为长方形与长方形.
(1)点B表示的数为 ___________,点F表示的数为 ___________.(2)当时,求t的值.
(3)在运动过程中,两个长方形会出现重叠部分,设重叠部分的面积为.①S的最大值为 ___________,持续的时间为 ___________秒;②当时,求t的值.
【答案】(1),14;(2)或3;(3)①15,;②4或7.
【详解】(1)解:∵,∴,.
解得:,.∴,.
∵,∴,.∴.
∴点B表示的数是,点F表示的数是14.故答案为:,14;
(2)t秒后点表示的数为:,点表示的数为:.
∵,∴.∴或.解得:或3.
故答案为:或3;
(3)①当长方形全部进入到长方形中时,重合的面积最大,为长方形的面积:;
由图可得:当长方形全部在长方形中时,运动的路程为5,
∵两个长方形相向而行,∴持续的时间为:.故答案为:15,;
②Ⅰ、当时,.∴.解得:.
Ⅱ、当时,.∴.∴.∴.解得:.
∴t的值为4或7.
题型速练
题型1、动态规律(左右跳跃)模型
【例1】(2025·山东淄博·二模)在数轴上,点表示原点,现将点从点开始沿数轴按如下规律移动:第一次点向左移动1个单位长度到达点,第二次将点向右移动2个单位长度到达点,第三次将点向左移动3个单位长度到达点,第四次将点向右移动4个单位长度到达点,…,按照这种移动规律移动下去,第次移动到点,当时,点与原点的距离是 个单位.
【答案】1013
【分析】根据前4个点的运动规律可得:第次移动到点,当n为奇数时,点表示的数是,当n为偶数时,点表示的数是,进而求解.
【详解】解:因为第一次点向左移动1个单位长度到达点,点表示的数是,
第二次将点向右移动2个单位长度到达点,点表示的数是1,
第三次将点向左移动3个单位长度到达点,点表示的数是,
第四次将点向右移动4个单位长度到达点,点表示的数是2,…,
所以第次移动到点,当n为奇数时,点表示的数是,当n为偶数时,点表示的数是,
所以当时,点表示的数是,与原点的距离是1013;故答案为:1013.
必记结论
运动规律性:动点按“左右交替”方向移动,步长呈现递增或周期性变化。
代数表达:动点位置需用含时间变量t的代数式表示。
例如,第n次移动后的位置可表示为:xn=xn−1±kn,其中k为步长基数,符号由移动方向决定。
分类讨论:根据移动次数、方向变化和步长规律进行分段分析,尤其注意动点是否跨越原点或特定临界点。
常见模型(1):“1左1右”的等差数列式跳跃,两个一组根据规律计算即可;
常见模型(2):“2左2右”的等差数列式跳跃,四个一组根据规律计算即可。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·河北沧州·阶段练习)如图,一个动点从原点开始向左运动,每秒运动个单位长度,并且规定:每向左运动秒就向右运动秒,则该动点运动到第秒时所对应的数是 .
【答案】
【详解】解:第个秒,即第一次先向左移动秒,再向右移动秒后,这个点所对应的数为,
第个秒,即第次先向左移动秒,再向右移动秒后,这个点所对应的数为,
第个秒,即第次先向左移动秒,再向右移动秒后,这个点所对应的数为,
第个秒,即第次先向左移动秒,再向右移动秒后,这个点所对应的数为,,
∵,而,
即第次秒后先向左移动秒,再向右移动秒,此时这个点所对应的数为,
∴运动到第秒时所对应的数为,故答案为:.
2.(25-26七年级上·福建漳州·期末)在数轴上,一个动点从初始位置处开始移动:第一次向右移动2个单位长度至,第二次向左移动4个单位长度至,第三次向右移动6个单位长度至,第四次向左移动8个单位长度至,若这个动点在完成第次为正整数移动后恰好落在数轴原点处,则初始位置在数轴上表示的数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:设在数轴上表示的数为.
∵第一次移动后位置为;第二次移动后位置为;第三次移动后位置为
第四次移动后位置为……观察规律可知,完成第次移动后,位置为.
又∵第次移动后落在原点处,即位置为;∴;解得
所以初始位置表示的数为.故选:B.
3.(25-26七年级上·福建厦门·期末)数轴上的一个动点从原点出发,按照以下规则移动:
第1次:向右移动1个单位;第2次:向左移动4个单位;第3次:向右移动7个单位;第4次:向左移动10个单位;...记移动次后,动点的位置记为.对任意正整数,点与的距离为_________.(用含的式子表示)
【答案】
【详解】解:由题意得,,,,
,,,,
∴当时,;
当时,
当时,
当时,
∴,故答案为:.
题型2、动态中点与n等分点模型
【例1】(25-26七年级上·河北保定·期末)已知点A,B在数轴上对应的数为a,b,点A与点B之间的距离记为,且.
(1)填空:________,________,________.
(2)现有点P从点A出发,以4个单位长度/秒的速度向右运动,同时,另一点Q从点B出发,以1个单位长度/秒的速度向右运动,设运动时间为t秒.①当时,P,Q两点之间的距离为________.
②求在运动过程中,当线段时,t的值.③在运动过程中,是否在某一时刻t,使得线段?若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);12;10;(2)①9;②t为2.4或4;③存在.t的值为3或6
【详解】(1)解:∵,∴,,∴,,
∴,故答案为:;12;10;
(2)解:①当时,点P表示的数为,点Q表示的数为,
∴P、Q两点之间的距离为,故答案为:9;
②当时,分以下两种情况:
如图,若B为的中点,则,即,解得;
如图,若P,Q重合,则,即,解得;
综上所述,当线段时,t的值为2.4或4;
③假设存在,分以下两种情况:
如图,若Q为的中点,则,即,解得;
如图,若B,P重合,则,即,解得;
综上所述,存在线段,t的值为3或6.
必记结论
设动点A和B在时间t的位置分别为xA(t)和xB(t),则动态中点M(t)的坐标:。
该公式适用于任意时刻动态中点计算。
2)动态n等分模型:将线段AB分为n等份时,第k个等分点的坐标为:。
若A和B为动点,则等分点位置随时间变化,需建立动态表达式
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·江西赣州·期末)在数轴上,点在原点,点在原点的左侧,点在原点的右侧,点距离原点12个单位长度,点距离原点2个单位长度.
(1)点对应的数为________,______个单位长度.(2)若点为数轴上一点,且,求的长.
(3)点从点以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时点从点以每秒3个单位长度的速度也向右运动,在运动过程中,设运动时间为秒,当三个点,其中有一个点与另外两个点的距离相等时,求的值.
【答案】(1),14(2)的长为10或18(3)的值为2或6或26
【详解】(1)解:∵在数轴上,点A在原点的左侧,点B在原点的右侧,点A距离原点12个单位长度,点B距离原点2个单位长度,∴点A对应的数为,点B对应的数为2,
∴A,B两点之间的距离为.故答案为:,14;
(2)解:∴①当在左侧时
②当在右侧时 综上所述,的长为10或18
(3)解:①当时,,解得;
②当时(与重合),,解得;
③当时,,解得,
综上所述,的值为2或6或26
2.(24-25七年级上·江苏苏州·阶段检测)定义:数轴上的三个点,若其中一个点与其他两个点的距离满足2倍关系,则称该点是其他两个点的“友好点”,这三点满足“友好关系”,已知数轴上点A,B表示的数分别为,点C从点B出发,沿数轴的负方向运动.在运动过程中,使A,B,C三点满足“友好关系”的点C表示的数的和是________.
【答案】
【详解】解:设点C表示的数为m,
当点C到点A的距离是点C到点B的距离的2倍时,则,
∴或,解得或(舍去);
当点C到点B的距离是点C到点A的距离的2倍时,则,
∴或,解得或;
当点A到点C的距离是点A到点B的距离的2倍时,则,
∴或,解得或(舍去);
当点A到点B的距离是点A到点C的距离的2倍时,则,
∴或,解得或;
当点B到点A的距离是点B到点C的距离的2倍时,则,
∴或,解得或(舍去);
当点B到点C的距离是点B到点A的距离的2倍时,则,
∴或,解得或(舍去);
综上所述,符合题意的m的值为或或或或或,
∴在运动过程中,使A,B,C三点满足“友好关系”的点C表示的数的和是,故答案为:.
3.(24-25七年级上·湖南长沙·期中)【知识准备】若数轴上点对应的数为,点对应的数为,为的中点,则我们有中点公式:点对应的数为.(1)在一条数轴上,O为原点,点对应的数为,点对应的数为,且有,则的中点N所对应的数为_____.
【问题探究】(2)在(1)的条件下,若点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动,同时点Q从点D出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动.设运动时间为秒,为何值时,的中点所对应的数为1?
【拓展延伸】(3)若数轴上点A对应的数为x,点B对应的数为y,M为靠近点A的三等分点,则我们有三等分点公式:点M对应的数为;若数轴上点A的对应数为x,点B的对应数为y,M为最靠近点A的四等分点,则我们有四等分点公式:点M对应的数为.
填空:若数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的等分点,则我们有等分点公式:点M对应的数为_____.(其中n为正整数)
【答案】(1);(2);(3);
【详解】解:(1)∵,∴,,解得:,,
∴点对应的数为,点对应的数为,∴的中点N所对应的数为;
(2)由(1)知,,,则点所对应的数为,点所对应的数为.
则中点所对应的数为,解得:.
(3)∵数轴上点的对应数为,点的对应数为,为最靠近点的等分点,
∴点M对应的数为.
题型3、单(多)动点匀速模型
【例1】(25-26七年级上·山东潍坊·期末)如图,在数轴上,点表示,点表示,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度在数轴上沿某一固定方向运动,设运动时间为秒.当时,运动时间的值为 .
【答案】或
【详解】解:由数轴知,,
当点在点左侧时,由题意得,解得,
当点在点右侧时,由题意得,得,
综上,当时,运动时间的值为或,故答案为:或.
必记结论
模型(1):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向右移动,t秒后,到达B点,B点对应的数是:a+vt。
模型(2):动点P从点A(点A在数轴上对应的数是a)出发,以每秒v个单位的速度向左移动,t秒后,到达C点,C点对应的数是:a-vt。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·福建漳州·期中)如图所示的数轴上,点表示的数为,点表示的数为10.若一动点从点以每秒1个单位长度沿数轴向右匀速运动,同时动点从点出发,以每秒4个单位长度沿数轴向左匀速运动,设运动的时间为秒,当两点之间的距离为5个单位长度时,的值为( )
A.1 B.3或5 C.3 D.1或5
【答案】B
【详解】解:设运动的时间为 秒,∵点表示的数为,点表示的数为10,
∴根据题意可得:点表示的数为;点表示的数为,
∵的距离为5个单位长度,∴,∴或.故选B.
2.(25-26七年级下·四川眉山·期末)已知数轴上两点A,B对应的数分别为,,点P为数轴上一个动点,其对应的数为x.
(1)若点P到点A,点B的距离相等,则点P对应的数为____________;
(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A,点B的距离之和为8?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由;(3)现在点A,点B分别以2个单位长度/秒和1个单位长度/秒的速度同时向右运动,点P以6个单位长度/秒的速度同时从O点向左运动.当的值为10时,求点P所对应的数是多少?
【答案】(1)1(2)或5(3)点P所对应的数是
【详解】(1)解:∵点P到点A、点B的距离相等,∴点P是线段的中点,
∵点A、B对应的数分别为、3,∴点P对应的数是;
(2)解:①当点P在A左边时,解得:;
②点P在B点右边时,,解得:,
综上所述,当或5时,点P到点A、点B的距离之和为8;
(3)解:设运动时间为t,
根据题意得,运动后点A表示的数为,点B表示的数为,点P表示的数为,
∴,
∵的值为10∴
∴当时, 解得(舍去);
当时,解得
∴点P表示的数为;
当时, 解得(舍去);
综上所述,点P所对应的数是.
题型4、单(多)动点变速模型
【例1】(25-26七年级上·四川成都·期末)如图,在数轴上,点,在原点的两侧,分别表示,,.点以每秒个单位的速度从点向右运动,同时,点以每秒个单位的速度从点向左运动,是线段的中点,设运动时间为.
(1)求点与点之间的距离;(2)当为何值时,,并求出此时点表示的数;
(3)在,两点开始运动时,点以每秒个单位的速度从点向左运动.点经过原点后,其速度变为原来的倍,点变速后,若线段的长度始终是一个定值,求的值.
【答案】(1)(2)的值为或,点表示的数为或(3)
【详解】(1)解:∵点表示的数为, ∴,
∵,∴, ∵点在原点的两侧,∴点表示的数为,∴ ;
(2)解:当运动时间为秒时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为, 根据题意得,,
即或, 解得或,
当时,; 当时,;
答:当的值为或时,,此时点表示的数为或;
(3)解:若,则,
当时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,∴,
∵点变速后,若线段的长度始终是一个定值,∴,∴.
必记结论
单个动点在数轴上运动时,速度随时间或位置发生改变,需分段描述其运动轨迹
例如:动点先以速度v1运动t1秒,再以速度v2反向运动t2秒。
其位置表达式:分段表示为x(t)=x0+v1t(0≤t≤t1)和x(t)=x(t1)−v2(t−t1)(t1<t≤t1+t2)。
上式中为x0初始位置,x(t)为t时刻的位置。
多个动点以不同速度或方向变化协同运动,需分别建模后寻找关联条件(如相遇、距离等)。
动态关系式:分别表示各动点位置,再通过相遇条件xP(t)=xQ(t)或距离公式∣xP(t)−xQ(t)∣=L列方程。
上式中xP(t)为动点P在t时刻的位置;xQ(t)为动点Q在t时刻的位置。
数轴上的单(多)动点变速模型用于描述动点在运动中速度发生变化的场景,需结合分段分析(按时间或位置划分运动阶段,确保每个阶段内速度恒定)和动态方程构建解决问题,最后注意检查解是否在对应时间段内,排除超时或重复解。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·四川成都·期中)已知数轴上有A、B、C三个点,分别表示有理数、9、20,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右移动.设移动时间为t秒,如图1,若用分别表示点P与点A、点B、点C之间的距离,试回答以下问题:
(1)当点P运动5秒时,______,______,______.
(2)当点P运动了t秒时,请用含t的代数式表示点P与点A、点B、点C之间的距离:
______,______,______.
(3)经过几秒后,点P到点A、点C的距离相等?此时点P表示的数是多少?
(4)如图2,当动点P从点A出发以2单位/秒的速度向右运动,同时点Q从点C出发,以1个单位/秒速度向左运动.O、B两点之间为“变速区”,规则为从点O运动到点B期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,从点B运动到点O期间速度变为原来的3倍,之后立刻恢复原速.是否存在符合条件的t,使P、Q两点到点B的距离相等?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),11,22(2)
(3)经过8秒后,点P到点A、点C的距离相等,点P表示的数是4 (4)12或25
【详解】(1)解:当时,点P运动了10个单位长度,则,点P表示的有理数为,
;故答案为:,11,22;
(2)解:当点P运动了t秒时,,点P表示的有理数为,
∴;故答案为:;
(3)解:设经过t秒后,点P到点A、点C的距离相等,则得:,解得:,
此时点P表示的有理数为;
即经过8秒后,点P到点A、点C的距离相等,点P表示的数是4;
(4)解:点P在运动时间为(秒),在运动时间为(秒),在运动的时间为(秒);点Q在运动时间为(秒),在运动时间为(秒),在运动时间为(秒);
①当时,如图,则P在线段上,表示的数为;Q在线段上,表示的数为,
由题意得:,解得:,
不合题意,此时不存在P、Q两点到点B的距离相等;
②当时,如图,P都在线段上,P表示的数为,Q在线段上,表示的数为,
则,方程无解,
此时不存在P、Q两点到点B的距离相等;
③当时,如图,P、Q都在线段上, 两点重合,P、Q两点到点B的距离相等;
此时P表示的数为,Q表示的数为,所以,得;
符合题意,即不存在P、Q两点到点B的距离相等;
④当时,如图,P仍在线段上,点Q在线段上,
此时点Q在点O的左侧,点P在点O的右侧,同在点B的左侧,且,所以P、Q两点到点B的距离不可能相等;
⑤当时,如图,P在射线上,Q在射线上,P表示的数为,Q表示的数是,
所以,解得;
综上所述,P、Q两点到点B的距离相等,运动时间为12秒或25秒,故答案为:12或25.
2.(25-26七年级上·山东·期中)如图,将一条数轴在原点O和点B处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示,点B表示20,点C表示36,我们称点A和点C在数轴上相距56个长度单位.动点P、Q同时开始运动,点P从点A出发,以2单位/秒的速度沿着“折线数轴”的正方向运动,从点O运动到点B期间速度变为原来的一半,之后立刻恢复原速,直至点C处停止运动;点Q从点C出发,以1单位/秒的速度沿着数轴的负方向运动,从点B运动到点O期间速度变为原来的两倍,之后也立刻恢复原速,直至点A处停止运动.设运动的时间为t秒,问:
(1)当点P运动3秒时,点P在数轴上表示的数是 ;当点Q运动12秒时,点Q在数轴上表示的数是
(2)动点P从点A运动至C点需要多少时间?(3)P、Q两点何时相遇?相遇时,求出相遇点M所对应的数是多少?(4)在整个运动过程中,当t为何值时,P、O两点在数轴上相距的长度与Q、B两点在数轴上相距的长度相等.
【答案】(1)(2)38(3)(4)4 或 13 或 22 或 34 或 42
【详解】(1)解:当时,,∴点表示的数为:,
∵从到所用时间为:(秒)秒,时,在上,
∴所表示数为:,故答案为:;
(2)解:从到所用时间为:
(秒);
(3)解:从到所用时间为:(秒),
从到所用时间为:(秒), ∴两点在段相遇,
当到达点时,,
∴离开到相遇所用时间为:(秒),
∴相遇总时间为:(秒),此时,,
∴相遇点所对应的数为:;
(4)解:当时,,,解得:,符合题意;
当时,,,解得:,符合题意;
当时,,,解得:,符合题意;
当时,,,∴无解;
当时,,,解得:,符合题意;
当时,,,解得:,符合题意;
综上所述,或 13 或 22 或 34 或 42 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.
题型5、动点往返运动模型
【例1】(24-25七年级上·重庆忠县·期末)如果有理数、在数轴上分别表示点、,那么线段的中点在数轴上表示的数为,线段的长度表示为.如图,设,两点在数轴上表示的数,满足,、是数轴上的两个动点,点从点出发,以单位长度秒的速度往右运动,到达点后立即停止,点从点出发,以单位长度秒的速度往左运动,到达点后立即原路原速返回.已知、两点同时出发同时停止,设运动时间为秒.
(1)当时,求线段的中点表示的数和线段的长度;
(2)在运动过程中,求当为何值时,点恰好是线段的中点;
(3)在运动过程中,当为何值时,线段、恰好相差个单位长度,请直接写出的值.
【答案】(1)线段的中点表示的数为,线段的长度为;(2)或;(3)或或.
【详解】(1)解:∵,∴,,
∴秒后,两点表示的数为,两点表示的数为,
∴线段的中点表示的数为,线段的长度为;
(2)解:(秒),(秒),
由题意可得,当时,点表示的数为,
当时,点表示的数为,
当时,点表示的数为,
点恰好是线段的中点有两种情况:
当时,,解得,符合题意,
当时,,解得,符合题意,
综上所述,当的值为或时,点恰好是线段的中点;
(3)解:由()可得,
当时,,此时只能,即,解得,
而当时,,此时,即,解得或,
∴的值为或或.
必记结论
数轴上动点往返运动的位置计算需结合方向变化、分段累加和代数建模。
注意事项:1)时间范围验证:解方程后需检查时间是否在对应运动阶段内。
2)多解可能性:往返可能导致动点多次经过同一位置,需列绝对值方程并分情况讨论。
3)通过以上方法,可系统计算数轴动点往返后的位置,需重点关注方向符号处理和分段累加规则。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·福建莆田·期中)如图,点,均在数轴上,点所对应的数是,点在点的右边,且距点个单位长度,点、是数轴上两个动点.
(1)求出点所对应的数;(2)当点到点、的距离之和是个单位长度时,求出此时点所对应的数;
(3)若点、分别同时从点、出发,均沿数轴相向运动,运动时间为,点保持每秒运动个单位长度,点保持每秒运动个单位长度,点到立即折返,点到立即折返,直接写出、距离为时的值.
【答案】(1)点所对应的数是(2)点所对应的数是或(3)或或或
【详解】(1)解:,故点所对应的数是;
(2)解:,点在点的左边,,
点在点的右边,,故点所对应的数是或;
(3)解:点到达点所需时间为:,点到达点所需时间为:;
①当时,P:;Q:;∴,解得:或,
②时,P:;Q:;∴,解得:(舍去)或(舍去),
③时,P:;Q:;∴,解得:或,
综上:或或或.
2.(25-26七年级上·广东广州·期中)如图1,已知数轴上的点A对应的数是a,点B对应的数是b,且与互为相反数.
(1), .(2)动点P、Q分别从点A、B两点出分别以3个单位长度/秒、1个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动,t秒后P、Q两点之间的距离为6个单位长度,求t的值.
(3)如图2,在数轴上的点M和点N处各竖立一个挡板(点M在原点左侧,点N在原点右侧),数轴上甲、乙两个弹珠同时从原点出发,甲弹珠以3个单位长度/秒的速度沿数轴向左运动,乙弹珠以2个单位长度/秒的速度沿数轴向右运动.当弹珠遇到挡板后立即以原速度向反方向运动,若甲、乙两个弹珠在各自首次遇到挡板返回后首次相遇的位置恰好到点M和点N的距离相等,试探究点M对应的数m与点N对应的数n之间是否满足某种数量关系,请写出它们的关系式,并说明理由.
【答案】(1),8(2)或9(3)
【详解】(1)解:∵与互为相反数,即,
又∵,∴,,∴,,故答案为:,8;
(2)由题意得,点对应的数为,点对应的数为,
则、两点之间的距离为,
当时,解得;当时,解得;
综上所述,当或9时,使得、两点之间的距离为6;
(3)设点对应的数为,点对应的数为,运动时间为,
甲、乙均反弹之后在的中点相遇,则、的中点对应的数为,
,,,,
化简得;∴与的关系式为.
题型6、动态定值(含参型)模型
【例1】(25-26七年级上·广东佛山·阶段练习)【问题背景】我们知道的几何意义是:在数轴上数对应的点与原点的距离,这个结论可以推广为:表示在数轴上数,对应点之间的距离.
【问题解决】(1)在数轴上,点表示的数是2,点表示的数是,则点与点之间的距离______.
(2)如果点在数轴上表示的数为,点在数轴上表示的数为4,点与点之间的距离为5,那么_______.(3)若,则的最小值为________,此时正整数的值为________.
【关联运用】(4)点、、是数轴上的三个点,点表示的数是,点表示的数是1,点表示的数是8,点、、开始在数轴上运动,若点以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点和点分别以每秒2个单位长度和4个单位长度的速度向右运动,假设秒钟过后,若点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,请问的值是否随着时间的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,请求出的值.
【答案】(1)5;(2)或9;(3)3,1或2;(4)不会改变,值为5
【详解】(1)解:由题意知,,故答案为:5;
(2)解:由题意知,或,故答案为:或9;
(3)解:,表示数轴上表示的点到数轴上表示和 2 的点之间的距离和,
∵,∴当表示和 2 之间的点时,有最小值 3 ,
∴此时正整数的值为 1 或 2 ;故答案为:3,1或2.
(4)解:不变,理由如下:由题意知,秒钟时,运动后的点表示的数分别为,
,由题意知,,
∴的值不会随着时间的变化而改变,其值为5.
必记结论
数轴上的动态定值(无参型)模型描述动点运动过程中某些量(如线段长度、距离差等)保持不变的场景,需通过代数表达和几何关系分析定值的存在性及数值。题目中不引入额外参数(如速度、时间变量),直接通过动点初始位置、运动规则或几何关系推导定值。
1)解题策略与步骤:
步骤1:用代数式表示动点位置,例如动点A从x0出发,以速度v移动,则t秒后位置为x0+vt。
步骤2:根据题目条件(如中点、等分点)建立相关量的表达式(如线段长度、差值的绝对值)。
步骤3:化简表达式,观察是否消去变量项,验证是否为定值。
2)常见定值类型:线段长度定值:两动点或动点与定点间的距离保持恒定。
代数式定值:如∣xA−xB∣±kxC的值为固定常数。
位置关系定值:如动点始终为中点或特定分点,导致相关表达式不变。
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·四川攀枝花·期中)已知数轴上A,B两点对应的数分别为,6,O为原点,点P为数轴上的一动点,其对应的数为x,
(1)______,______(用含x的式子表示);
(2)在数轴上是否存在点P,使?若存在,请求出x的值;若不存在,请说明理由;
(3)若点P以每秒1个单位长度的速度从O点向右运动,同时点A以每秒5个单位长度的速度向左运动,点B以每秒20个单位长度的速度向右运动,在运动过程中,M,N分别是的中点,问的值是否发生变化?请说明理由.
【答案】(1),;(2)存在,当或7时,;(3)的值不发生变化,理由见详解.
【详解】(1)解:依题意,,;故答案为:;.
(2)解:存在,过程如下:依题意,分三种情况:①当点在、之间时,;
②当点在点右边时,,,令,解得;
③当点在点左边时,,,令,解得,
综上,当或7时,;
(3)解:的值不发生变化,理由如下:设运动时间为,
根据题意得,,,,
∴,∴,∴,
故,,,
.∴的值不发生变化.
2.(25-26七年级上·江苏无锡·阶段检测)如图,在数轴上,点O为原点,点表示的数为,点表示的数为,且a,b满足.
(1) ___________; ___________;(2)动点分别从点,点同时出发,沿着数轴向右匀速运动,点的速度为每秒2个单位长度,点的速度为每秒1个单位长度.①几秒时,点与点距离6个单位长度?②动点分别从点,点出发的同时,动点也从原点O出发,沿着数轴向右匀速运动,速度为每秒个单位长度.记点与点之间的距离为,点与点Q之间的距离为,点O与点之间的距离为.设运动时间为秒,请问:是否存在的值,使得在运动过程中,的值是定值?若存在,请求出此值和这个定值;若不存在,请说明理由
【答案】(1),6(2)①8秒或20秒时,点P与点Q距离6个单位长度;
②存在,当n的值为4时,使得在运动过程中,的值是定值,定值为34.
【详解】(1)解:,∴,解得:;故答案为:,6;
(2)解:①运动时间为t秒,P表示的数为,Q表示的数为,
∵点P与点Q距离6个单位长度,∴,解得:或,
∴8秒或20秒时,点P与点Q距离6个单位长度;
②存在n的值,使得在运动过程中,的值是定值,由题意可知,R表示的数是,
∵,∴,,,,
∴,
当,即时,的值为34,
即n的值为4时,的值是定值,定值为34;
3.(25-26七年级上·江苏无锡·期中)如图,在数轴上点为原点,点表示的数为,点表示的数为,且,满足.
(1)______;______;(2)动点,分别从点,点同时出发,沿着数轴向右匀速运动,点的速度为每秒个单位长度,点的速度为每秒个单位长度.①运动几秒时,点与点距离个单位长度;
②动点,分别从点,点出发的同时,动点也从原点出发,沿着数轴向右匀速运动,速度为每秒个单位长度.记点与点之间的距离为,点与点之间的距离为,点与点之间的距离为,设运动时间为秒,请问,是否存在的值,使得在运动过程中,的值是定值?若存在,请求出此值和这个定值.
【答案】(1),;(2)①秒或秒;②存在,的值为,这个定值为.
【详解】(1)解:,,,,,故答案为:,;
(2)解:①当运动时间为秒时,点表示的数为,点表示的数为,
根据题意得,,即或,解得:或,
答:运动秒或秒时,点与点距离个单位长度;
②存在,当运动时间为秒时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
,,,
,
时,,当时,为定值.
答:存在,的值为,这个定值为.
题型7、动态定值(含参型)模型
【例1】(25-26七年级上·广东江门·阶段练习)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.已知点P,Q在数轴上分别表示有理数p,q,P,Q两点之间的距离表示为.例如,在数轴上,有理数3与1对应的两点之间的距离为;有理数5与﹣2对应的两点之间的距离为;…;解决问题:
已知有理数a,b,c在数轴上对应的点分别为A,B,C,且满足,.
(1)分别求a,b,c的值;
(2)若点D在数轴上对应的数为x,当A、D间距离是B、C间距离的4倍时,请求出x的值;
(3)点M是AB的中点,O为原点,点N为数轴上一动点y,当取最小时,满足条件的点N对应的y的整数值共有 个.
(4)若点A和点B分别以每秒2个单位长度和每秒1个单位长度的速度在数轴上同时向右运动,设运动时间为t秒,是否存在一个常数k,使得的值在一定时间范围内不随运动时间t的改变而改变?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(2)或(3)3(4)存在,
【详解】(1)解:∵,∴,
∴,∴;
(2)∵,∴点A表示的数为1,点B表示的数为,点C表示的数为,
∴,∵,∴,∴或;
(3)∵点A表示的数为1,点B表示的数为,点M是的中点,∴点M表示的数为,
当N在之间时,,
当N在A点右边时,,
当N点在B点左边时,,∴的最小值是4,
∵点N为数轴上一动点y,∴,则,
当时,,
当时,,∴,
当时,,∴的最小值为,
∴只有和都取最小时,才取最小值,也就是当时,取最小值,满足条件的点N对应的整数值有,,共有3个,故答案为:3;
(4)存在符合条件的k值,∵点A表示的数为1,点B表示的数为,点C表示的数为,
∴经过t秒点A表示的数是,点B表示的数是,
∴,,
∴,
∴时,的值在一定时间范围内不随运动时间t的改变而改变,
即存在符合条件的k值使得的值在一定时间范围内不随运动时间t的改变而改变.
必记结论
数轴上动态定值(含参型)模型需分析含参数(如速度、距离比例等)的动点运动过程中某些量的恒定性,通过代数建模和参数消去法验证定值存在性及数值。
线段和差定值:如PA+PB或∣PA−PB∣恒为常数,需结合参数化简表达式。
代数式定值:如kxA+mxB的值与时间无关,需分离含时项并令其系数为零。
速度参数:多个动点以不同速度运动,需联立方程消去时间变量,验证定值。
比例参数:如线段比例或代数式含系数m(如mAB−2BC),需通过参数约束条件确定定值。
通过参数化建模、代数式分离与含时项消去,可系统解决含参型动态定值问题,需特别注意参数解的适用范围及多解可能性
【小试牛刀】
1.(24-25七年级下·广东揭阳·开学考试)如图,在数轴上点表示的数,点表示数,和满足,点是数轴原点.
(1)点表示的数为________,点表示的数为________,线段的长为________.
(2)若点从点出发,以3个单位长度每秒的速度向点运动,与此同时,点从点出发,以2个单位长度每秒的速度向点运动,当一个点到达终点时,另一个点立即停止运动.在两点运动过程中是否存在某个时刻,使得?若存在,请求出此时点表示的数;若不存在,请说明理由.
(3)点、分别以3个单位/秒和2个单位/秒的速度同时向右运动,点从原点以5个单位/秒的速度向右运动,是否存在常数,使得为定值,若存在,请求出值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),4,(2)存在,或(3)存在,时,定值为28
【详解】(1)解:∵,,∴,
∴,∴,∴点A表示的数为,点B表示的数为,
∴,故答案为:,4,;
(2)解:设运动时间为t,∴点P表示的数为,点Q表示的数为,
当P、Q两点相遇前,时,∴,解得,∴此时点Q表示的数为;
当P、Q两点相遇后,时,∴,解得,∴此时点Q表示的数为;
∵,∴当运动时间为2秒时,,此时点Q表示的数为;当运动时间为秒时,,此时点Q表示的数为;
(3)解:存在,当点、分别以3个单位/秒和2个单位/秒的速度同时向右运动,点从原点以5个单位/秒的速度向右运动,设运动时间为t秒,
则t秒时,点A表示的数为,点B表示的数为,点表示的数为,
∴,
当,即时,为定值28
2.(25-26七年级上·甘肃天水·阶段检测)如图,在数轴上有A、B、C三点,所表示的数分别是,2,,有两条动线段和满足,,初始状态点P与点C重合,点N与点B重合,若线段以每秒2个单位的速度从点C开始沿数轴向右匀速运动,同时线段以每秒1个单位的速度从点B开始沿数轴向左匀速运动.
(1)当P、N两点相距4个单位时,运动时间为多少秒?
(2)设运动时间为t秒,当点M运动到点C时,线段、同时停止运动,当C,P,M中某一点为另外两点构成线段的中点时,求时间t的值;(3)当点运动到点B时,线段立即以相同的速度返回,直到点M运动到点C时,线段,同时停止运动,设运动时间为t秒,当时,存在两个常数m,n使得的值与t无关,请直接用等式表示m与n的数量关系.
【答案】(1)或(2)或4(3)
【详解】(1)解:设运动时间为秒,得点P表示的数为,点N表示的数为,
由 P、N两点相距4个单位,
得,即,当时,;当时,;
综上所述,P、N两点相距4个单位时,运动时间为或秒;
(2)解:秒后点表示的数为,点表示的数为,
当点为的中点时,则:,解得: ;
当点为的中点时,则:,解得:;
综上所述,当中某一点为另外两点构成线段的中点时,时间的值为或4;
(3)解:点运动到点需要的时间为:(秒),
∴当时,线段向左运动,点表示的数为,
,,
,
∵常数使得的值与无关,,即.
题型8、数轴折叠(翻折)模型
【例1】(25-26·重庆·七年级期中)已知在纸面上有一数轴(如图)折叠纸面.
(1)若1表示的点与表示的点重合,则表示的点与数_____表示的点重合;
(2)若1表示的点与表示的点重合,回答以下问题:
①13表示的点与数_____表示的点重合;②若数轴上A、B两点之间的距离为2022(A在B的左侧),且A、B两点经折叠后重合,求A、B两点表示的数是多少?
【答案】(1)5;(2)①-17;②A点表示的数为-1013,B点表示的数为1009
【详解】解:(1)∵表示1的点与表示-1的点重合,
∴与表示-5的点重合的点表示的数为1+(-1)-(-5)=5.故答案为:5.
(2)①∵表示1的点与表示-5的点重合,∴与表示13的点重合的点表示的数为1-5-13=-17.故答案为:-17.
②设A点表示的数为x,则B点表示的数为x+2022,
根据题意得:1-5=x+x+2022,解得:x=-1013,∴x+2022=1009.
答:A点表示的数为-1013,B点表示的数为1009.
必记结论
数轴折叠模型通过几何对称性分析折叠前后点的对应关系,解决折痕位置、对称点等问题。
1)若折叠后点a与点b重合,则折痕对应的点m为两点的中点,满足:或b=2m−a;
2)折叠后,对称点到折痕的距离相等,折痕位置可通过线段比例或代数方程求解;
3)若折叠后动点继续运动,需分段分析折叠前后的位置变化及运动轨迹。
【小试牛刀】
1.(25-26·江苏·七年级期中)平移和翻折是初中数学中两种重要的图形变化,阅读并回答下列问题:
(一)平移:在平面内,讲一个图形沿某个方向移动一定的距离,这样的图形运动称为平移.
(1)把笔尖放在数轴的原点处,先向左移动3个单位长度,再向右移动2个单位长度,这时笔尖的位置表示的数是 ;(2)一个机器人从数轴上原点出发,并在数轴上移动2次,每次移动2个单位后到达B点,则B点表示的数是 ;(3)如图,数轴上点A表示的数为−1,点B表示的数为1,点P从5出发,若P,A两点的距离是A,B两点距离的2倍,则需将点P向左移动 个单位.
(二)翻折:将一个图形沿着某一条直线折叠的运动.
(4)若折叠纸条,表示−3的点与表示1的点重合,则表示−4的点与表示 的点重合;
(5)若数轴上A,B两点之间的距离为10,点A在点B的左侧,A,B两点经折叠后重合,折痕与数轴相交于表示−1的点,则A点表示的数为 ;
(6)在数轴上,点M表示是的数为4,点N表示的数为x,将点M,N两点重合后折叠,得折痕①,折痕①与数轴交于P点;将点M与点P重合后折叠,得折痕②,折痕②与数轴交于Q点.若此时点M与点Q的距离为2,则x= .
【答案】(1);(2)或或;(3)2或10;(4)2;(5)-6;(6)或
【详解】解:(1)笔尖的位置表示的数为故答案为;
(2)机器人向右移动两次,则B点表示的数为
机器人向左移动两次,则B点表示的数为
机器人向右移动一次,再向左移动一次,则B点表示的数为 故答案为或或
(3)设点P向左移动个单位,则点P表示的数为,,,
由题意可得:,解得或即向左平移2或10个单位长度 故答案为2或10
(4)由题意可得:对称中心为,则表示−4的点与表示2的点重合 故答案为2
(5)由题意可得,A点在表示−1的点的左侧5个单位长度,则A点表示的数为 故答案为-6
(6)由题意可得:,则, 即之间的距离为8
当在左侧时,,点N表示的数为-4
当在右侧时,,点N表示的数为12 故答案为或
2.(25-26七年级上·江苏无锡·阶段检测)数轴是一个非常重要的数学工具,它把数和数轴上的点建立了对应关系,形象地揭示了数与数轴上的点之间的内在联系,是数形结合的基础.小明在一条长方形纸带上画了一条数轴,进行如下操作探究:
(1)操作1:折叠纸带,若数轴上表示的点与表示的点重合,则与表示的点重合的点表示的数是______.
(2)操作2:若点、表示的数分别是、,点从点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向左匀速运动;同时,点从点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向左匀速运动.设运动时间为秒,
①在运动过程中,当为______时,点与点重合;
②在运动过程中,当为何值时,点与点之间的距离为;
(3)操作3:在数轴上剪下个单位长度(从到)的一条线段,并把这条线段沿某点向左对折,然后在重叠部分的某处剪一刀得到三条线段(如图),若这三条线段的长度之比为,则折痕处对应的点表示的数可能是______.
【答案】(1)(2)①;②或(3)或或或
【详解】(1)解:折叠纸带,若数轴上表示的点与表示的点重合,折痕点表示的数是,
表示数的点与它重合的点重表示的数为:,故答案为:;
(2)解:由题意得,,
点、表示的数分别是、,点表示的数为,点表示的数为,
①点与点重合,,解得,故答案为:;
②点与点之间的距离为,,解得或;
(3)设表示的点是, 表示的点是,,,
当三条线段的比值为时,,,则;
当三条线段的比值为时,,,则;
当三条线段的比值为时,,,则;
当三条线段的比值为时,,,则;
当三条线段的比值为时,,,则;
当三条线段的比值为时,,,则;
折痕处对应的点表示的数可能是或或或,故答案为∶或或或.
题型9、数轴上的线段移动模型
【例1】(25-26七年级上·福建泉州·期末)如图,点,,,在数轴上对应的数分别为,,,,且,,,,.
(1)求线段的长度;(2)若线段以每秒1个单位长度的速度向右匀速运动,线段以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动,运动时间为秒(),点,分别为,的中点.
①在运动过程中,的长度是否为定值?若是,请求出定值;若不是,请说明理由;
②求出线段与重叠部分的长度(用含的代数式表示).
【答案】(1)15(2)①是定值,;②或或.
【详解】(1)解:,,.
,,..
(2)解:的值为定值,理由如下:①记所对应的数为,.
运动秒后,点,,,在数轴上对应的数分别:,,,.
,分别为,的中点,,,
.的值为定值.
②∵,线段和线段的速度和为每秒3个单位长度
∴当点B和点C重合时的时间为(秒),∴当时,没有重叠部分;
当点B和点D重合时的时间为(秒),
∴当时,点在点与点之间,∴;
当点A和C重合时的时间为(秒),∴当时,;
当点A和点D重合时的时间为(秒),
∴当时,点在点与点之间,∴.
当时,没有重叠部分.综上所述,或2或.
必记结论
数轴上的线段移动模型研究线段整体平移的动态变化规律,需结合代数表达与几何关系分析线段长度、覆盖范围等核心问题。
线段沿数轴以固定速度单向或往返移动,需用代数式表示端点位置变化(如左移减速度,右移加速度);动态过程中需关注线段覆盖区域,及与其他线段的交互(如重叠)。部分模型中,线段长度或端点间的代数差保持恒定(如平移速度对称时,两动线段差为定值)
【小试牛刀】
1.(25-26七年级上·浙江绍兴·期末)如图,在数轴上有两个正方形和,点为原点,点、、、表示的数分别为,,4,14.正方形以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时正方形以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,设运动时间为秒,运动后的正方形分别记为正方形与正方形.
(1)点表示的数为______,点表示的数为______.(2)当时,求的值.
(3)在运动过程中,两个正方形会出现重叠部分,设重叠部分的面积为.
①当达到最大值时,求持续的时间为几秒;②当时,请直接写出点所表示的数.
【答案】(1);(2)1或3;(3)①秒;②3或9.
【详解】(1)解:点表示的数为:,点表示的数为:,故答案为:;;
(2)解:,,解得:或,的值为1或3;
(3)解:①由题意得:当正方形完全落在正方形内时,重叠部分的面积最大,
秒后,点表示的数为,点表示的数为,
当点与点重合时:,解得:,
秒后,点表示的数为,点表示的数为,
点与点重合时:,解得,(秒),持续的时间为秒;
②根据题意可得正方形的边长为,
当点在线段上,重叠面积为,,,解得,
表示的数为,
当点在线段上,重叠面积为时,,,解得,
表示的数为,故点表示的数为3或9.
2.(24-25七年级上·广东深圳·期末)如图1,点C是线段上一点,若,我们称为点在线段上的“分割值”,记为.例如点在上,,则;反之当,则.
(1)如图2,数轴、两点对应的数为、,且分别满足和.
①求出 ; ;②请在图2的数轴上画出、两点.
(2)为数轴上一个动点,从点向终点匀速运动.①若点表示的数为,则 .
②如图,数轴上另一个点从点出发向点运动,到达点后立即以原速返回点,当点到达点B时,,都停止运动.若点和点的运动速度分别为每秒个单位和每秒个单位,且点和点同时出发,运动秒后,是否存在,若存在,求出的值;不存在,请说明理由.
(3)如图4,在四边形中,,,,,点,同时从点出发向终点匀速运动,点沿折线运动,点沿线段运动.设点,的速度分别为和且满足,若,当点运动到线段上时,则 .(用含有的代数式表示)
【答案】(1)①;;②见解析;(2)①;②或;(3)
【详解】(1)①,,
,,,,故答案为:,;
②点和点如图所示,
(2)解:①由(1)可得,
点表示的数为,,,,故答案为:;
②第一种情况:当点到达点之前时,
此时,,,,,,解得;
第二种情况:当点到达点后,返回点时,此时,,
,,,解得;综上,的值为或;
(3)解:,∴设点速度为,点速度为,
设运动时间为,则,,即,,
(点的运动路程),
.故答案为:.
3.(25-26七年级上·江苏连云港·期中)伴随着连淮扬镇铁路淮镇段的首发运行,世界首座高速铁路悬索桥——五峰山长江大桥正式开通运营.如图,点O为原点,向右为正方向.甲动车位于处,向右行驶.乙动车位于处,向左行驶.五峰山长江大桥主桥为;甲、乙两动车长度相等,速度均为米/秒.表示的数分别是,且满足.
(1)______,间的距离是______米,间的距离是______米;(2)从此刻开始算起,甲动车A处有个在座位上的乘客记为点M,求甲动车行驶多少秒时,点M到点C的距离等于米?(3)从此刻开始算起,甲动车A处有个在座位上的乘客记为点M,求甲动车行驶多少秒时,点M到点B的距离与点M到点C的距离之和等于米?(4)两车同时运行,若甲动车A处的乘客记为点M,向右走,速度为2米/秒、乙动车处于中点位置的座位上的乘客记为点N,乘客M从车尾走到车头的过程中是否存在一段时间t,恰好同时在五峰山长江大桥上?如存在,请直接写出t的值.
【答案】(1) ;;(2)秒或秒(3)秒或秒(4)
【详解】(1)解:∵
∴, ,;∴ ,,
∵甲、乙两动车长度相等;∴
(米) ;(米)故答案为:100,1400,1600;
(2)解:(米),(米)(秒)(秒)
答:甲动车行驶秒或秒时,,点M到点C的距离等于米.
(3)解:分两种情况,当点M在点B左侧时;
(米);(米);(米);(秒)
当点M在点C右侧时;
(米);(米);(米);(秒)
答:甲动车行驶秒或秒时,点M到点B的距离与点M到点C的距离之和等于米.
(4)解:存在;乘客M到达点B的时间为: (秒)
乘客M到达点C的时间为:(秒)
乘客N到达点C的时间为:(秒)
乘客N到达点B的时间为:(秒)
,;(秒);故的值为:;
基础过关
1.(24-25七年级上·河南·期中)已知数轴上点表示的数为,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,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.若点、同时出发,当、两点相距个单位长度时,的值为( )
A. B. C.或 D.或
【答案】D
【详解】解:,,,解得:,,
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左匀速运动,设运动时间为秒,表示的数是,表示的数是,
根据题意可得:,即:,解得:或,故选:.
2.(25-26七年级上·浙江·专题练习)已知,如图A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为,B点对应的数为90.(1)与A、B两点距离相等的M点对应的数是 ;(2)现在有一只电子蚂蚁P从B点出发时,以5个单位/秒的速度向左运动,同时另一只电子蚂蚁Q恰好从A点出发,以3个单位/秒的速度向右运动,设两只电子蚂蚁在数轴上的C点相遇,则C点对应的数是 ;
【答案】 40
【详解】解:(1)M点对应的数是:;故答案为:40;
(2)A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为,B点对应的数为90,,
设t秒后P、Q相遇,,解得,
此时点P走过的路程为,此时C点表示的数为.
即:C点对应的数是.故答案为:.
3.(25-26七年级上·浙江·专题练习)已知有理数a,b满足∶ .如图,在数轴上,点O是原点,点A所对应的数是a,线段在直线上运动(点B在点C的左侧),且,下列结论:
①,;②当点B与点O重合时,;③当点C与点A重合时, 若点P是线段延长线上的点, 则;④在线段运动过程中,若M为线段的中点,N 为线段的中点,则线段的长度不变. 其中正确的有 个.
【答案】3
【详解】解:∵,∴,,∴,,故①正确;
∴,当点B与点O重合时,点B在点C的左侧,
∴C对应的数是2,∴,故②错误;
当点C与点A重合时,点C对应的数是4,点B对应的数是2,设点P对应的数是x,
则,,,∴,故③正确;
设B表示的数为,则C表示的数为, ∵M为线段的中点,∴M表示的数为,
∵N为线段的中点,A表示的数是4,∴N表示的数为
∴,故④正确,∴正确的是①③④,有3个.故答案为:3.
4.(25-26七年级上·浙江·期末)如图1所示,一个点从数轴上的原点开始,先向右移动3个单位长度,再向左移动5个单位长度,可以发现终点表示的数是,已知点A,B是数轴上的点,请参照图并思考,完成下列各题.
(1)如果点A表示数,将点A向右移动7个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 ;(2)如果点A表示数5,将点A向左移动9个单位长度,再向右移动11个单位长度,那么终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离为 ;(3)一般地,如果A点表示的数为m,将A点向右移动n个单位长度,再向左移动p个单位长度,那么,请你猜想终点B表示的数是 ,A、B两点间的距离是 .(4)如图2,在数轴上从左到右边依次有A,B,C三点,点A与点B之间的距离为3,点B与点C之间的距离为5,如果P,Q两点同时出发,点P以每秒钟2个单位长度的速度从点A向右运动,点Q以每秒钟4个单位长度从点C向左运动,经过 秒后,点P与点B的距离和点Q与点B的距离相等.
【答案】(1) 3 7(2) 7 2(3) /(4)或4
【详解】(1)解: 点A表示数,点A向右移动7个单位长度,终点B表示的数是.
A,B两点间的距离是.故答案为:3;7.
(2)解:点A表示数5,将A点向左移动9个单位长度,再向右移动11个单位长度.
终点B表示的数是,A,B两点间的距离.故答案为:7;2.
(3)解:点A表示数m,将A点向右移动n个单位长度,再向左移动p个单位长度,
那么终点B表示的数是, A、B两点间的距离是;故答案为:,.
(4)解:如图,,,.令B对应的数为0,A对应的数为3,C对应的数为5.
由题意,设t秒后点P与点B的距离和点Q与点B的距离相等,
①当Q在B右侧时,t秒后,,,.(秒).
②当Q在B左侧时,t秒后,,,.(秒).故答案为:或4.
5.(24-25七年级上·浙江温州·期中)如图,数轴上点为,点为,点是数轴上的一个动点.
(1)若点到的距离为,点到的距离为.①当时,求点所表示的数.②当时,求点所表示的数.(2)如图,数轴上动点在动点右侧,并且始终与动点保持个单位长度的距离,四个点中,记其中两个点的距离为,剩余两个点的距离为,当,在点之间运动时,若,求点所表示的数.
【答案】(1)①;②点所表示的数为或;(2)点所表示的数为或或或
【详解】(1)解:①,
当时,点是的中点,点所表示的数.
②当时,若在左侧,,点所表示的数
若在之间,,点所表示的数点所表示的数为或.
(2)解:,,点所表示的数
,,点所表示的数
,,点所表示的数
,,点所表示的数
点所表示的数为或或或.
6.(24-25七年级上·浙江杭州·阶段练习)在数轴上有理数对应的点为点,有理数对应的点为点,,两点之间的距离表示为,记为.
(1)如图,点在数轴上所对应的数为,,则点对应的数为________.
(2)在(1)的条件下,若点在的右侧,同时点以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右运动,当点运动到所在的点时,求,两点间的距离.
(3)在(2)的条件下,若点运动到后静止不动,点以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左运动,求经过多长时间,.
【答案】(1)2或(2)10(3)8或12
【详解】(1)设点B对应的数是b,
因为,所以,解得或.故答案为:2或;
(2)由(1)知点B对应的数是2,点A运动了(单位长度),
∴(秒),∴点B向左运动了(单位长度),
则点B运动到了点,所以A,B之间的距离是;
(3)因为,解得或,,所以经过8秒或12秒.
7.(24-25七年级上·浙江宁波·期末)七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究宁波地铁的运行.
素材1
宁波轨道交通1号线是宁波第1条建成运营的地铁线路,极大地便利了市民的日常出行.为了研究方便,地铁运行过程中速度看成恒定,每相邻两站的间距都可近似看成相等,且每相邻两站之间地铁的运行时间都为2分钟,每站停靠时间30秒.如图1是1号线部分线路图:
素材2
小明觉得可以用数轴上的动点来刻画地铁的运行过程,他以东门口站为原点,建立了如下图2的数轴.其中数字1代表江厦桥东站,数字2代表舟孟北路站,以此类推. 数轴上的动点P可以用来刻画运动的地铁,动点P每次运动到一个整数点时,都需要暂停30秒,代表地铁到站停靠.
问题解决
探究1
图2中数字5代表______站.
探究2
如图2,动点P从原点出发,运动t分钟到数字3和数字4之间时(不含数字3和数字4),求点P在数轴上表示的数(用含t的代数式表示).
探究3
如图3,A从江厦桥东站上车,往东环南路方向乘坐地铁,同时B从福庆北路站上车,往东门口方向坐地铁.若两辆地铁恰好同时从江厦桥东和福庆北路出发,则出发多久后两人在数轴上刚好相距2.5个单位长度.
【答案】探究1:世纪大道;探究2:;探究3:出发4分钟或分钟后两人相距个单位长度
【详解】解:(1)∵以东门口站为原点,∴图2中数字5代表世纪大道站.
(2)点在数轴上表示的数为.
(3)设A运动分钟后在数轴上表示的数为,
①当两辆地铁相遇前相距个单位长度时,,则(分钟);
②当两辆地铁相遇后相距个单位长度时,
则(分钟).
综上所述,出发4分钟或分钟后两人相距个单位长度.
8.(24-25七年级上·安徽亳州·期中)已知式子是关于的二次多项式,且二次项系数为,数轴上,两点所对应的数分别是和.
(1)则_______,________;,两点之间的距离为_______;(2)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第几次时,点到达点;(3)有一动点从点出发第一次向左运动个单位长度,然后在新的位置第二次向右运动个单位长度,再在此位置第三次向左运动个单位长度,,按照如此规律不断地左右运动,当运动到第次时,求点所对应的有理数.
【答案】(1),,;(2)当运动到第次时,点到达点;(3)第次运动点对应的数为.
【详解】(1)解:∵是关于的二次多项式,且二次项系数为,
∴,,∴,∴,两点之间的距离为,故答案为:,,;
(2)解:第次运动点对应的数为;第次运动点对应的数为;
第次运动点对应的数为;第次运动点对应的数为;
第次运动点对应的数为;第次运动点对应的数为;,
∴当第次运动时,点对应的数为,且奇数次逐项递减,偶数次逐项递增,
∵点在点A的右边,则点P需要经过偶数次运动,又点B对应的数为,
∴,∴,∴;∴当运动到第次时,点到达点;
(3)解:由()中的规律点对应的数为,且奇数次逐项递减,偶数次逐项递增,
∴第次运动点对应的数为.
9.(25-26·浙江·七年级专题练习)已知数轴上两点A、B对应的数分别为、1,点P为数轴上一动点,其对应的数为x.(1)若点P到点A,点B的距离相等,求点P对应的数.(2)数轴上是否存在点P,使点P到点A、点B的距离之和为6?若存在,请求出x的值;若不存在,说明理由.(3)点A、点B分别以2个单位长度/分、1个单位长度/分的速度向右运动,同时点P以6个单位长度/分的速度从O点向左运动.当遇到A时,点P立即以同样的速度向右运动,并不停地往返于点A与点B之间,求当点A与点B重合时,点P所经过的总路程是多少?
【答案】(1)(2)存在,x的值为2或(3)24
【详解】(1)解:∵A、B两点之间的距离为,P到A、B两点的距离相等,
∴,∴点P对应的数为;
(2)解:①当P在AB之间时,.
②当P在A点左侧时,,解得:;
③当P在B点右侧时,,解得:,
故当点P对应数x的值为2或时,点P到A、B两点距离之和为6;
(3)解:设经过x分钟点A与点B重合,由题意可得,点P运动的时间即为点A追上点B的时间,
∴,解得,∴,
故当点A与点B重合时,点P所经过的总路程是24.
10.(25-26·河南洛阳·七年级期末)数轴体现了数形结合的数学思想,若数轴上点A,B表示的数分别为a,b,则A、B两点之间的距离表示为.如:点A表示的数为2,点B表示的数为3,则.
问题提出:(1)填空:如图,数轴上点A表示的数为−2,点B表示的数为13,A、B两点之间的距离______,线段AB的中点表示的数为______.
(2)拓展探究:若点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点Q从点B出发.以每秒2个单位长度的速度向左运动.设运动时间为t秒(t>0)
①用含t的式子表示:t秒后,点Р表示的数为______;点Q表示的数为______;
②求当t为何值时,P、Q两点相遇,并写出相遇点所表示的数.
(3)类比延伸:在(2)的条件下,如果P、Q两点相遇后按照原来的速度继续运动,当各自到达线段AB的端点后立即改变运动方向,并以原来的速度在线段AB上做往复运动,那么再经过多长时间P、Q两点第二次相遇.请直接写出所需要的时间和此时相遇点所表示的数.
【答案】(1);(2)①;;②当t为3时,P、Q两点相遇;相遇点所表示的数是7
(3)所需要的时间为9秒;相遇点所表示的数是1
【解析】(1)∵A表示的数为−2,点B表示的数为13,
∴AB=|13−(−2)|=15,线段AB的中点表示的数为;故答案为:15;.
(2)①t秒后,点P表示的数为−2+3t,点Q表示的数为13−2t;故答案为:−2+3t;13−2t.
②根据题意得:−2+3t=13−2t,解得t=3,相遇点所表示的数为−2+3×3=7;
答:当t为3时,P,Q两点相遇,相遇点所表示的数是7.
(3)由已知得:P运动5秒到B,Q运动秒到A,
返回途中,P表示的数是13−3(t−5),Q表示的数是−2+2(t−),
根据题意得:13−3(t−5)=−2+2(t−),解得t=9,
第二次相遇点所表示的数为:13−3×(9−5)=1,
答:所需要的时间为9秒,相遇点所表示的数是1.
能力提升
1.(24-25七年级上·福建福州·期末)对于数轴上的三点,给出如下定义:若点P在线段上,且点P与A,B两点的距离恰好满足2倍关系时,即或,则称点P是A,B两点的“2倍点”.如图,若点A以每秒1个单位长度的速度从表示数的点向右运动,点B以每秒4个单位长度的速度从表示数4的点向右运动,若点P以每秒3个单位长度的速度从表示数5的点向左运动,三个点同时出发,设出发t秒后,若点P恰好是点A,B的“2倍点”,则t的值是( )
A.2 B.1 C.2或 D.或1
【答案】D
【详解】解:当运动时间为秒时,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
根据题意得:或,解得:或,
的值为或1.故选:D.
2.(24-25七年级上·浙江金华·阶段练习)如图,已知数轴上有A,B,C三点,它们表示的数分别是,,4. 点A到点C的距离可以用表示,且.
(1)应用: , ;(2)拓展:若点A沿数轴向右以每秒3个单位长度的速度运动,则t秒时点A表示的数是 ,此时, (用含t的式子表示);(3)探究:若点C以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时,点A和点B分别以每秒3个单位长度和8个单位长度的速度向左运动,则的值是否随着时间t的变化而改变?若变化,请说明理由;若不变,求出的值.
【答案】(1)6;10(2);或;(3)当时的值随着时间t的变化而改变;当时,的值不随着时间t的变化而改变,.
【详解】(1)解:,,故答案为:6;10;
(2)解:t秒时点A表示的数是,此时或,
故答案为:;或;
(3)解:t秒时点A表示的数是,点B表示的数是,点C表示的数是,
当点A与点B重合时,,解得,
当时,,,
∴,此时的值随着时间t的变化而改变;
当时,,,
∴,此时的值不随着时间t的变化而改变,
综上,当时的值随着时间t的变化而改变;当时,的值不随着时间t的变化而改变,.
3.(24-25七年级上·浙江绍兴·期末)如图,已知数轴上两点对应的数分别为和,两点对应的数互为相反数.
(1)求的长;(2)若点从点出发,以每秒1个单位长度的速度向终点运动.同时点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向点运动,当点到达点后立即返回,仍然以每秒2个单位长度的速度运动至点停止,设运动时间为(秒).①问为何值时,为的中点?②当时,求的值.
【答案】(1)18(2)①2或②4或8或12
【详解】(1)解:∵,两点对应的数分别为和,,两点对应的数互为相反数,
∴点对应的数为,∴;
(2)解:设点对应的数为,点对应的数为,
则:,,
①当时,,即:,解得:,
当时,,即:,解得:,
综上所述,的值为2或;
②当时,∵,∴,解得:或,
当时,∵,∴,解得:或(舍),
综上所述,的值为4或8或12.
4.(23-24七年级上·湖北随州·期中)已知,其中分别为点、点在数轴上表示的数,如图所示. 动点分别从同时开始运动,点以每秒6个单位向左运动,点以每秒2个单位向右运动,设运动时间为秒.(1)直接写出的值;
(2)请用含的代数式表示点在数轴上对应的数为:___________,点在数轴上对应的数为___________.
(3)当相遇后,点继续保持向左运动,点在原地停留4秒后向左运动且速度变为原来的5倍. 在整个运动过程中,当之间的距离为2个单位时,求运动时间的值(需写出必要的解答过程).
【答案】(1)(2),(3)秒或秒或秒或秒
【详解】(1)解:,,,解得:;
(2)解:由(1)可得:,点表示的数为12,点表示的数为,
动点分别从同时开始运动,点以每秒6个单位向左运动,点以每秒2个单位向右运动,设运动时间为秒,
点在数轴上对应的数为:;点在数轴上对应的数为:,故答案为:,;
(3)解:设当之间的距离为2个单位时,运动时间为秒,
相遇前:,解得:
相遇后:相遇的时间为:(秒),
相遇点为,点在原地停留4秒时,,解得:;
由题意得:当相遇后,点在数轴上对应的数为:,点在数轴上对应的数为:,
当在左侧时,,解得:,
当在右侧时,,解得:,
故当之间的距离为2个单位时,运动时间为秒或秒或秒或秒.
5.(23-24七年级上·陕西西安·阶段练习)如图,数轴上线段(单位长度),(单位长度),点A在数轴上表示的数是,点C在数轴上表示的数是14.
(1)若点P是数轴上一动点,当动点P到点A的距离与到点D的距离之和等于34时,则点P对应的数是 ;
(2)若点M从点A出发向右运动,速度为2个单位长度/秒,点N从点D出发向左运动,速度为4个单位长度/秒,点P从原点出发,速度为3个单位长度/秒.点M,N和P三点同时运动,点P先向右运动,遇到点N立即掉头向左运动,遇到点M再立即掉头向右运动,如此往返,当M,N两点相距12个单位长度时,点P立即停止运动,此时点P移动的路程为 个单位长度;
(3)若线段以3个单位长度/秒的速度向右匀速运动,同时线段以1个单位长度/秒的速度向左匀速运动.点P是线段上一点,当B点运动到线段上时,是否存在关系式,若存在,求线段的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)或20(2)9(3)存在,6或
【详解】(1)解:设点P对应的数为x,
当P在A、D两点之间时,,不存在满足条件的P点,
当点P在点A的左侧时,,解得;
当点P在点A的右侧时,,解得.故答案为:或20.
(2)设运动t秒时,M,N两点相距12个单位长度,
此时点M所对应的数为:,点N所对应的数为:.
当点M和点N相遇前,则,解得,
又因为点P的速度为3单位每秒,所以点P移动的路程为:个单位长度.
当点M和点N相遇后,因为点N速度比点P速度快,所以此种情况不存在.故答案为:9.
(3)设运动的时间为a秒,因为点B运动到线段上,则,解得,
,解得,则.
设点P所对应的数为m,由点P是线段上一点得,.
则,,
或.
当时,,整理得,
又∵,∴.
当时,同理可求得,
又因为,所以.故线段的长为:6或.
6.(23-24七年级上·陕西渭南·期中)已知数轴上A,B,C三点对应的数分别为、3、5,点P为数轴上任意一点,其对应的数为x.点A与点P之间的距离表示为,点B与点P之间的距离表示为.
(1)若,求x的值;(2)若,求x的值;(3)若点P从点C出发,以每秒3个单位的速度向右运动,点A以每秒1个单位的速度向左运动,点B以每秒2个单位的速度向右运动,三点同时出发.设运动时间为t秒,试判断:的值是否发生变化?若不变化,求出这个定值,若变化,请说明理由.
【答案】(1)(2)或(3)的值不会随着t的变化而变化,定值是2
【详解】(1)解:∵,∴在之间,则,,
∴,解得,,∴x的值为1.
(2)解:由题意知,,
∵,∴,即,或,解得或.
(3)解:的值不会随着t的变化而变化;
由题意知,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,
∴,,
∴,∴的值不会随着t的变化而变化,定值是2.
7.(24-25七年级上·浙江·期中)阅读材料并回答问题:
对于数轴上的三个点,若其中一个点与其他两个点的距离之间恰好满足倍的数量关系,则称该点是其他两个点的“关联点”.例如:如图,数轴上点,,表示的数分别为,,,点与点的距离是,点与点的距离是,此时点是点,的“关联点”.
(1)若点表示,点表示.,,,对应的点分别是,,,,则其中哪几个点是点,的“关联点”?(2)点表示的数是,点表示的数是,为数轴上一个动点.若点在点的左侧,且点是点,的“关联点”,则点表示的数是____________.
【答案】(1),;(2)或或.
【详解】(1)解:∵,,∴不是点,的“关联点”,
∵,,∴,∴是点,的“关联点”,
∵,,∴∴是点,的“关联点”,
∵,,∴不是点,的“关联点”,
综上可知:,是点,的“关联点”;
(2)设表示的数为,则由题意得,∴,,
∵点是点,的“关联点”,∴当时,即,
则或,解得:或;
当时,即,则或,
解得:或(不合题意,舍去);
综上可知:点表示的数是或或,故答案为:或或.
8.(25-26·江苏连云港·七年级校考期中)已知M、N两点在数轴上所装示的数分别为m、n,且m、n满足:
(1)则m = _________ ,n = _________ ;(2)①情境:有一个玩具汽车如图所示,放置在数轴上,将汽车沿数轴左右水平移动,当点A移动到点B时,点B所对应的数为m,当点B移动到点A时,点A所对应的数为n.则玩具汽车的长为 _________ 个单位长度;
②应用:一天,小阳问爷爷的年龄,爷爷说:“我若是你现在这么大,你还要40年才出生呢;若是我现在这么大,我已是老寿星,116岁了!”小阳心想:爷爷的年龄到底是多少岁呢?聪明的你能帮小阳求出来吗?
(3)在(2)①的条件下,当汽车以每秒2个单位长度的速度向右运动,同时点P和点Q从N、M出发,分别以每秒1个单位长度和3个单位长度的速度向左和向右运动.记汽车运动后对应的位置为.是否存在常数使得的值与它们的运动时间无关?若存在,请直接写出k的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)10,(2)①4;②64岁(3)存在,使得的值与它们的运动时间无关
【详解】(1)解:∵,,
∴,∴,∴,故答案为:10,;
(2)解:①由题意得:,
∴,∴玩具火车的长为4个单位长度,故答案为:4;
②同①可知爷爷比小阳大岁,设爷爷的年龄为x岁,则小阳的年龄为岁,
由题意得,解得,∴爷爷的年龄是64岁;
(3)解:由题意可得, ,
∴,
∵的值与它们的运动时间无关∴,∴,
∴存在,使得的值与它们的运动时间无关;
挑战一刻
1.(24-25七年级上·福建泉州·期末)如图,点为原点,、为数轴上两点,,且,点从点开始以每秒4个单位的速度向右运动,当点开始运动时,点、分别以每秒6个单位和每秒3个单位的速度同时向右运动,设运动时间为秒,若的值在某段时间内不随着的变化而变化,则的值为( )
A.4 B.16 C.4或16 D.8或16
【答案】D
【详解】解:,且,点、表示的数分别为,10,根据题意得,,,
长分两种情况:①当时,,,
要使的值在某段时间内不随着的变化而变化,则,即,
②当时,,,
要使的值在某段时间内不随着的变化而变化,则,即,故答案为:D.
2.(25-26七年级上·天津津南·期中)平移和翻折是初中数学两种重要的图形变化.请思考下列问题:
(1)平移运动:①把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动3个单位长度,再向正方向移动2个单位长度,这时笔尖的位置表示的数为 .
A. C. B. D.
②一机器人从原点O开始,第1次向左跳1个单位,紧接着第2次向右跳2个单位,第3次向左跳3个单位,第4次向右跳4个单位,…,依此规律跳,当它跳2023次时,落在数轴上的点表示的数是 .
(2)翻折变换:①若折叠纸条,表示的点与表示3的点重合,则表示的点与表示 的点重合;
②若数轴上A、B两点之间的距离为2018(A在B的左侧,且折痕与①折痕相同),且A、B两点经折叠后重合,则A点表示 ,B点表示 .
③若数轴上折叠后重合的两点分别表示数a,b,则折叠中间点表示的数为 (用含有a,b的式子表示)
【答案】(1)①D;②(2)①2019;②,1010;③.
【详解】(1)①把笔尖放在数轴的原点处,先向负方向移动3个单位长度,再向正方向移动2个单位长度,这时笔尖的位置表示的数为,故选:D.
②一机器人从数轴原点处开始,第1次向左跳一个单位,紧接着第2次向右跳2个单位,第3次向左跳3个单位,第4次向右跳4个单位,,依此规律跳,
当它跳2023次时,落在数轴上的点表示的数是,故答案为:.
(2)①对称中心是1,表示的点与表示2019的点重合,故答案为:2019;
②对称中心是1,,则点表示,点表示1010,故答案为:,1010;
③若数轴上折叠重合的两点的数分别为,,折叠中间点表示的数为;故答案为:.
3.(24-25七年级上·浙江·期中)七年级数学兴趣小组成员自主开展数学微项目研究,他们决定研究“折线数轴”.
探索“折线数轴”:素材1 如图,将一条数轴在原点,点,点处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点表示,点表示,点表示,点D表示,我们称点与点在数轴上的“友好距离”为个单位长度,并表示为.
素材2 动点从点出发,以个单位长度/秒的初始速度沿着“折线数轴”向其正方向运动.当运动到点与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点与点之间时速度变为初始速度的两倍.经过点后立刻恢复初始速度.
问题解决:探索1 :动点从点运动至点B需要多少时间?
探索2 : 动点从点出发,运动秒至点和点之间时,求点表示的数(用含的代数式表示);
探索3 :动点从点出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点运动的时间.
【答案】探索1:从点A运动至点B的时间为秒;探索2:表示的数为;探索3:动点运动的时间是秒或秒.
【详解】解:探索1:点表示,点表示,,,
在段初始速度为个单位长度/秒,在段速度为初始速度的一半,
在段速度为个单位长度/秒,从点运动至点的时间为:(秒);
探索2:的初始速度为个单位长度/秒,在段速度为初始速度的两倍,
在段速度为个单位长度/秒,
由探索1可得:在段运动时间为:秒,,
点表示,表示的数为:;
探索3:设秒后,①当在上时,,,
,,,,(秒);
②当在上时,,,
,,(秒).
综上:动点运动的时间为秒或秒.
4.(24-25七年级上·浙江宁波·阶段练习)如图,数轴上,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为,在点和点处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点和点在数轴上相距个长度单位,动点从点出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点从点出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线和射线上的运动速度相同均为个单位/秒,“上坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从到速度变为“水平路线”速度的倍.设运动的时间为秒,问:
(1)动点从点运动至点需要时间为_____秒;(2)、两点到原点的距离相同时,求出动点在数轴上所对应的数.
【答案】(1) (2)或
【详解】(1)解:根据题意知:个单位,个单位,个单位,∴“水平路线”速度是个单位/秒,从到速度变为“水平路线”速度的一半,
∴动点从点运动至点需要的时间为秒,故答案为:;
(2)解:设运动时间为秒,
①当,即在上,在上,由、两点到原点的距离相同得方程无解,不符合题意;
②当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,
∴,解得,此时已不在上,不符合题意,这种情况不存在;
③当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,∴,解得或,∴表示的数是或;
④当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,
∴,解得不合题意,舍去,
⑤当,即在上,在上时,表示的数是,表示的数是,∴,此方程无解,不符合题意;
综上所述,、两点到原点的距离相同时,动点在数轴上所对应的数是或.
5.(24-25七年级上·重庆·期末)如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为、40,在A、B两点处各放一个挡板,M、N两个电子小球同时从原点出发,M以2个单位/秒的速度向数轴负方向运动,N以4个单位/秒的速度向数轴正方向运动,碰到挡板后则反方向运动,速度大小不变,当两小球第一次相遇时都停止运动.设两个小球运动的时间为t,那么:
(1)当时,M在数轴上对应的数可以表示为 ;
(2)小杨同学发现:当时,始终为定值.小杨的发现是否正确?若正确,请求出这个定值;若不正确,请说明理由.(3)在整个运动过程中,t为何值时M、N两个小球间的距离为6?请直接写出答案.
【答案】(1)(2)为定值,定值为60,理由见解析(3)或时,两个小球间距离为6
【详解】(1)M、N碰到挡板所需时间均为,
∴时M未碰到挡板运动距离为,又M向负轴运动,则M对应数轴上的数为,故答案为.
(2)时,设O点在数轴上对应的数为0,
则,,
故为定值,定值为60.
(3)时,,令,则;
时,;
令,则.
故或时,两个小球间距离为6.
6.(24-25七年级上·湖南湘潭·期末)如图1,点C在线段上,图中共有3条线段:,和,若其中有一条线段的长度是另一条线段长度的两倍,则称点C是线段的“巧点”.
(1)一条线段的中点______这条线段的“巧点”;(填“是“或“不是”)
(2)如图2,数轴上A、B两点分别对应数a、b,且a、b满足关系式.
①若C是线段的“巧点”,则C点表示的数是多少?
②动点P从点A出发,以每秒的速度沿向终点B匀速移动.点Q从点B出发,以每秒的速度沿向终点A匀速移动,点P,Q同时出发,当其中一点到达终点时两动点同时运动停止,若设移动的时间为t秒,求当t为何值时,点Q恰好是线段的“巧点”.
【答案】(1)是(2)①或或②或或
【详解】(1)解:如图,若点是中点,则有成立,满足“巧点”定义,
一条线段的中点是这条线段的“巧点”,故答案为:是;
(2)解:①,,,解得:,,
若C是线段的“巧点”,则分三种情况讨论:
)当时,此时,点表示的数是:;
)当时,此时,点表示的数是:;
)当时,此时,点表示的数是:;
综上,点表示的数是或或,答:点表示的数是或或;
②如图,
当移动的时间为t秒时,点表示的数为,点表示的数为,
当点Q恰好是线段的“巧点”时,分三种情况讨论:
)当时,,解得:;
)当时,,解得:;
)当时,,解得:;
综上,当或或时,点Q恰好是线段的“巧点”.
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