内容正文:
第二章 有理数
2.2 数轴
知识点1 数轴的概念
我们常常通过一条直线和点去表示转化生活中地点位置的关系。在数学中,我们用下面的方法建立数与形的联系。
① 画出一条直线,在这条直线上任取一个点表示0,这个点称之为原点;
② 在这条直线上画一个箭头,规定箭头所指的方向(一般向右)为正方向,则相反的方向为负方向;
③ 取合适的长度作为单位长度,在直线上从原点正方向每隔一个单位长度取一点,依次表示1, 2, 3, 4...;从原点向负方向每隔一个单位长度取一点,依次表示-1, -2, -3, -4...
如上图所示,像这样规定了原点、正方向、单位长度的直线叫做数轴。因此数轴的三要素分别为:原点、正方向、单位长度。
【精选例题】下列选项中能正确表示数轴画法的是( )
【解析】A选项未明确原点,B选项中单位长度不一致,D选项不是直线且未表明数轴正方向,故选C。
【变式练习1】下列图形中哪些是正确的数轴,哪些是错误的并说明原因。
知识点2 数轴与有理数的关系
所有的有理数都可以在数轴上用一个点进行表示,如2.5可以用原点右边距离原点2.5个单位长度的点表示;-2可以用原点左边距离原点2个单位长度的点表示。
注意:所有的有理数都可以在数轴上进行表示,但数轴上可以表示的点并不都是有理数。
数轴上的点的大小关系特征(规定向右为正方向):数轴上在原点右边的数均大于0(正数);原点左边的数均小于0(负数)。越往右,数轴上点表示的数就越大;越往左,数轴上点表示的数就越小。总结一下就是,在数轴上表示的两个数,右边的数比左边的数大。
【精选例题1】如下图,分别写出数轴上A、B、C三个点表示的数,并比较大小。
【解析】点A表示的数为-3.5;点B表示的数为0;点C表示的数为2.5。根据数轴上的数的大小关系,A < B < C,即-3.5 < 0 < 2.5。
【精选例题2】在数轴上画出表示下列各数的点:-1、1/2、3.5、0、-2.5
【变式练习2】如图在数轴上点A表示的数可能为_____
【变式练习3】下列数轴上各点表示的数分别是多少,并将字母按照数字大小从小到大进行排序。
经过学习我们知道所有的有理数都可以用数轴上的点表示。下面我们需要了解几个数轴上特殊的数:
① 数轴上能表示的最小的正整数是1;
② 数轴上能表示的最大的负整数是-1,没有最小的负整数;
③ 数轴上能表示的最小的自然数是0。
知识点3 数轴上点的运动以及点之间的距离
根据数轴上的点的位置关系,可以发现有理数的大小关系具有传递性。对于三个有理数a, b, c,若a > b, b > c,则a > c。若a < b, b < c,则a < c。如b < 4,a < b,则可以推出a < 4。
根据数轴上的点越往右越大可知,当数轴上的点向右运动时该点表示的数就会变大,向右运动的距离就是这个数具体增加了多少。例如点A表示的数是1,当点A向右运动5个单位长度后,此时A点表示的数就是1+5=6;同理,当数轴上的点向左运动时,该点表示的数就会减小,此时我们使用减法进行计算。因此数轴上的点的运动规律可以总结为:左减右加。
【精选例题】如图数轴上有点A、B、C三个点。
① 若把点A向左移动5个单位长度到点D,此时点D表示的数是几?B、C、D三个数中,哪个数最小?
② 将点C向右移动3个单位长度,此时点B与点C的距离是多少?
【解析】① 点A表示的数是4,向左移动5个单位长度到-1。所以点D表示的数是-1。此时点B最小。② 点C表示的数是2,向右移动3个单位长度即2+3=5,B点表示数为-2,所以B、C两点的距离为|5-(-2)|=7。
【精选例题2】已知点A在数轴上表示的数为2,点B与A点的距离为4,则点B表示的数是_______
【解析】此类题目最容易忽略情况,「与A点的距离为4」既可以表示A点左侧4个单位长度,也可以表示A点右侧4个单位长度,所以有两种情况。B在A左侧4个单位长度时,点B表示的数为-2;若B在A右侧4个单位长度时,点B表示的数为6。所以答案为-2或6。
【变式练习4】已知数轴上有A、B两点,点A表示的数是3,点B在数轴的负半轴上,且AB=4,则B点表示的数是_______
【变式练习5】数轴上一个点A向左运动8个单位长度后,与原点的距离为1,求点A原来表示的数是多少?
【变式练习6】☆ 数轴上点A、B对应的数分别为1和4,点P从A出发以每秒1个单位长度向左运动,同时点Q从B点出发以每秒2个单位长度的速度向右运动,经过________秒后,P、Q两点的距离为9。
【变式练习7】☆ 将半径为1个单位长度的圆片上的一点A与1重合,将圆片沿正方向向右滚动3圈,则此时A点表示的数为_________
题型一 覆盖问题
【精选例题】小张不小心将墨水滴在了数轴上,有部分数字已经看不清了,则被盖住的数中表示的整数有_______个。
【解析】从图中可以看出盖住的数在-6.2和-1,0和4.3之间,所有被盖住的数为-6、-5、-4、-3、-2、1、2、3、4,共9个。
【变式练习8】李凡在写作业时将墨水滴在了数轴上,根据下图求出盖住部分的整数的和是________
题型二 规律探究
【精选例题】如图所示,圆的周长为4个单位长度,圆周上有四个点A、B、C、D将圆周平均分成四份,如图所示,点A与1重合,将圆从点A沿数轴正方向向右滚动数周后,与数字2026重合的点是________
【解析】圆滚动一周的长度即为周长,长度为4,起始点A位置在1上,滚动一圈后A点与5重合,再滚动一圈点A与9重合,以此类推,得到周期为4。所以用(2026-1)÷4=506...1。所以与2026重合的点是点D。
【变式练习9】如下图所示,等边三角形ABC边长为1,在数轴上向右滚动2026圈,此时点C表示的数是_________
巩固练习
1、关于数轴的三要素,下列说法错误的是( )
A. 原点表示数0 B. 正方向通常取向右为正 C. 单位长度可以根据需要选取 D. 同一条数轴上可以选取不同的单位长度
2、下列各数:-3, 0, 2.5, -1/2, 4,在数轴上离原点最远的点表示的数是______,离原点最近的点表示的数是______
3、数轴上点A表示的数是-2,将点A向右移动4.5个单位长度后到达点B,则点B表示的数是______
4、一只蚂蚁从数轴上表示-3的点出发,先向右爬了2个单位长度,再向左爬了5个单位长度,最后又向右爬了4个单位长度。此时蚂蚁所在的位置表示的数是_____
5、数轴上点A表示的数是2,点B在点A的左侧,且AB=7。将点B向右移动3个单位长度到达点C,求点C表示的数。
6、写出所有大于-3且不大于2的整数,并在数轴上表示出来。这些整数的和是多少?
7、一个半径为1的圆,圆周上有一点A标记在1处,圆沿数轴正方向滚动1圈后,点A落在数轴上表示的数是______。(圆周率取3.14)
8、数轴上有一线段MN,M表示-2,N表示5,则线段MN覆盖的整数有______个,这些整数的和为____
9、圆的周长为4个单位长度,圆周上有A、B、C、D四个点将圆周四等分,点A与数轴上的1重合。将圆沿数轴正方向滚动,当点A第5次落在数轴上时,点A对应的数是______
10、数轴上点A表示的数是-5,点B表示的数是3。一只蚂蚁从点A出发,以每秒2个单位长度的速度向右爬行,同时另一只蚂蚁从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向左爬行。
(1) 两只蚂蚁出发后几秒相遇?
(2) 相遇点表示的数是多少?
11、数轴上点A、B分别表示-2和4。点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动;点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度向右运动。
(1) 2秒后,点P和点Q分别表示什么数?
(2) 经过几秒,点P追上点Q?
(3) 追上时,点P表示的数是多少?
参考答案
【变式练习1】A选项,数轴负方向向左依次为-1, -2,图中为-2, -1 故错误。B选项是正确的数轴画法。C选项未表明正方向,故C错误。
【变式练习2】-0.25
【变式练习3】E: -5;D: -3.5;C: -1;B: 3.5;A: 5。大小关系:E < D < C < B < A
【变式练习4】-1(点A为3,B在负半轴且AB=4,故B=3-4=-1)
【变式练习5】7或9(与原点的距离为1的数可能是1也可能是-1。若为1,原来=1+8=9;若为-1,原来=-1+8=7)
【变式练习6】2(A=1向左,B=4向右。相背而行,初始距离3,目标距离9,还需拉开6。合速度=1+2=3,6÷3=2秒)
【变式练习7】1+6π(一周为2π,3圈总长6π,故A点表示1+6π)
【变式练习8】1(盖住整数-3,-2,1,2,3,和为(-3)+(-2)+1+2+3=1)
【变式练习9】6079(等边三角形周长=3,每滚一周加3。起点1,滚2026圈:1+2026×3=6079)
巩固练习答案
1、D(同一条数轴上只能选取一个单位长度)
2、最远:4;最近:0(-3距3,0距0,2.5距2.5,-1/2距0.5,4距4)
3、2.5(A=-2,向右+4.5得B=2.5)
4、-2(-3→+2→-1→-5→-6→+4→-2)
5、-2(A=2,B在左侧且AB=7,B=-5。向右+3得C=-2)
6、整数:-2, -1, 0, 1, 2;和为0(> -3即从-2起,≤ 2即到2止。和为0)
7、7.28(周长=2πr=2×3.14×1=6.28,1+6.28=7.28)
8、8个;和为12(从-2至5:-2,-1,0,1,2,3,4,5共8个,和=12)
9、21(每滚1周A移动4,第5次落在数轴上:1+4×5=21)
10、(1) 8/3秒相遇;(2) 相遇点表示1/3(AB=8,合速度=3,时间=8/3秒。相遇点=-5+2×(8/3)=1/3)
11、(1) P表示4,Q表示6;(2) 3秒追上;(3) 追上时P表示7(追及距离=6,速度差=2,时间=3秒。P=-2+3×3=7)
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