内容正文:
第1章 有理数 第2讲 数轴和绝对值(1.2~1.4)
第1章 有理数
第2讲 数轴和绝对值(1.2~1.4)
专题讲义
(一)有理数在数轴上的表示
例题精析
例 1 已知下列有理数。
(1)画出数轴,并在数轴上表示这些数。
(2)用“<”将这些数连起来。
(3)这些数在数轴上表示的点中是否存在两点之间的距离等于 7 的两个数?若存在,请指出来。
▍思路点拨 (1)画出数轴表示各点即可;
(2)根据数轴即可求解;
(3)根据两点间的距离公式即可求解。
▍过程详解 解:
(1)数轴表示如下:
(2)由数轴可得,。
(3)存在。这些数在数轴上表示的点中存在两点之间的距离等于 7 的两个数,它们是-4 与 3,与 。
▍总结升华 运用数轴比较有理数的大小,在数轴上,右边的点表示的数总比左边的点表示的数大;观察数轴找出满足两点间的距离的点。
变式 1 已知下列有理数:。
(1)请画数轴,在数轴上找出这些数所在的位置,并标出相应的点。
(2)用“<”连接所有数。
(3)这些数在数轴上表示的点中是否存在两点之间的距离等于 6 的两个数?若存在,请指出来。
例 2 已知有理数 a,b 在数轴上的对应点的位置如图所示。
(1)请在数轴上标出数-a,-b 对应的点的位置。
(2)请按从小到大的顺序重新排列 a,-a,-b,b,-1,0。
▍思路点拨 (1)利用相反数在数轴上表示出-a,-b 对应的点的位置;
(2)利用数轴比较法比较大小。
▍过程详解 解:
(1)
(2)因为在数轴上,右边的点表示的数总比左边的点表示的数大,所以 a<-b<-1<0<b<-a。
▍总结升华 运用数轴比较有理数的大小,在数轴上,右边的点表示的数总比左边的点表示的数大。
变式 2 若 m,n 是有理数,满足|m|>|n|,且 m>0,n<0,则下列选项中,正确的是( )
A. n<-m<m<-n
B. -m<n<-n<m
C. -n<-m<n<m
D. -m<-n<n<m
(二)绝对值的非负性
例题精析
例 3 (1)若|m-6|有最小值,则当 m=___ 时,取最小值,最小值为___。
(2)若|m-2|+|n-6|=0,则 m=___,n=___。
(3)5-|m|有最___(填“大”或“小”)值,这个最(大)小值是___。
▍思路点拨 本题主要考查了绝对值的非负数。
(1)根据|m-6|≥0 得到若|m-6|有最小值,则|m-6|=0,据此可得答案;
(2)根据绝对值的非负性可得|m-2|=|n-6|=0,则 m-2=0,n-6=0,据此可得答案;
(3)根据绝对值的非负性可得 5-|m|≤5,据此可得答案。
▍过程详解 解:
(1)因为|m-6|≥0,所以若|m-6|有最小值,则|m-6|=0,所以 m-6=0,所以 m=6,所以当 m=6 时,|m-6|取最小值,最小值为 0。故答案为 6;0。
(2)因为|m-2|+|n-6|=0,|m-2|≥0,|n-6|≥0,所以|m-2|=|n-6|=0,所以 m-2=0,n-6=0,所以 m=2,n=6。故答案为 2;6。
(3)因为|m|≥0,所以-|m|≤0,所以 5-|m|≤5,所以 5-|m|有最大值,最大值为 5。故答案为大;5。
▍总结升华 绝对值的非负性:|a|≥0,a 为任意的有理数。
变式 3 (1)已知|a-2|+|b-1|=0,则 a+b 的值是___。
(2)当 a=___ 时,|1-a|+2 有最小值,最小值是___。
(三)与绝对值的有关计算
例题精析
例 4 已知|x|=5,|y-4|=1,|x-y|=y-x,求 x+y 的值。
▍思路点拨 先去绝对值,求得 x=5 或 x=-5,y=5 或 y=3,再根据|x-y|=y-x,得到 x≤ y,最后分 x=5,y=5,或 x=-5,y=5,或 x=-5,y=3,分别代入 x+y 求解。
▍过程详解 解:因为|x|=5,|y-4|=1,所以 x=±5,y-4=±1,即 x=5 或 x=-5,y=5 或 y=3。因为|x-y|=y-x,所以 x-y≤0,即 x≤ y,所以 x=5,y=5,或 x=-5,y=5,或 x=-5,y=3。当 x=5,y=5 时,x+y=10;当 x=-5,y=5 时,x+y=0;当 x=-5,y=3 时,x+y=-2。所以 x+y 的值为 10 或 0 或-2。
▍总结升华 去绝对值符号关键是要清楚绝对值里面的符号是正号还是负号,如果确定不了正负就要分类讨论。
变式 4 已知|a|=3,|b|=5,且 a>b,求 a,b 值。
(四)数轴上点的对称(折叠)问题
例题精析
例 5 已知在纸面上有一数轴(如图),折叠纸面。
(1)若折叠后,数 1 表示的点与数-1 表示的点重合,则此时数-2 表示的点与数___表示的点重合。
(2)若折叠后,数 3 表示的点与数-1 表示的点重合,则:
①数 5 表示的点与数___表示的点重合;
②若这样折叠后,数轴上有 A,B 两点也重合,且 A,B 两点之间的距离为 9(点 A 在点 B 的左侧),则点 A 表示的数为___,点 B 表示的数为___。
▍思路点拨 (1)数 1 表示的点与数-1 表示的点重合,则这两点关于原点对称,求出-2 关于原点的对称点即可;
(2)若折叠后,数 3 表示的点与数-1 表示的点重合,则这两点一定关于数 1 表示的点对称,即两个数的平均数是 1,若这样折叠后,数轴上有 A,B 两点也重合,且 A,B 两点之间的距离为 9(点 A 在点 B 的左侧),则这两点到 1 的距离是 4.5,即可求解。
▍过程详解 解:
(1)2
(2)①-3
②-3.5 5.5
▍总结升华 借助数轴理解比较直观形象。由于引进了数轴,我们把数和点对应起来,也就是把“数”和“形”结合起来,二者互相补充,相辅相成,把很多复杂的问题转化为简单的问题,在学习中要注意培养数形结合的数学思想。
变式 5 已知在纸面上有一数轴(如图),折叠纸面。例如:若数轴上数 2 表示的点与数-2 表示的点重合,则数轴上数-4 表示的点与数 4 表示的点重合。现在若数轴上数-3 表示的点与数 1 表示的点重合。根据你对例题的理解,请依据此情境解决下列问题:
(1)数轴上数 4 表示的点与数___表示的点重合。
(2)若点 A 到原点的距离是 6 个单位长度,并且 A,B 两点经折叠后重合,则点 B 表示的数是___。
(3)若数轴上 M,N 两点之间的距离为 2020,并且 M,N 两点经折叠后重合,如果点 M 表示的数比点 N 表示的数大,则点 M 表示的数是___,点 N 表示的数是___。
(五)相反数的相关问题
例题精析
例 6 有理数 a,b 在数轴上的位置如图所示。
(1)在数轴上分别用 A,B 两点表示-a,-b。
(2)若数 b 与-b 表示的点相距 20 个单位长度,则 b 与-b 表示的数分别是什么?
(3)在(2)的条件下,若数 a 表示的点与数 b 的相反数表示的点相距 5 个单位长度,则 a 与-a 表示的数是多少?
▍思路点拨 (1)根据互为相反数的定义确定出表示-a,-b 的两点的位置;
(2)相反数到原点的距离相等即可求出 b 与-b 表示的数;
(3)利用数轴确定点的位置。
▍过程详解 解:
(1)如图。
(2)数 b 与其相反数相距 20 个单位长度,则 b 表示的点到原点的距离为 20÷2=10,所以 b 表示的数是-10,-b 表示的数是 10。
(3)因为数-b 表示的点到原点的距离为 10,而数 a 表示的点与数 b 的相反数表示的点相距 5 个单位长度,所以数 a 表示的点到原点的距离为 10-5=5,所以 a 表示的数是 5,-a 表示的数是-5。
▍总结升华 熟练掌握相反数的定义:互为相反数(0 除外)的两个数在原点的两侧,并且到原点的距离相等。
变式 6 如图,图中数轴的单位长度为 1。请回答下列问题:
(1)如果点 A,B 表示的数是互为相反数,那么点 C 表示的数是多少?
(2)如果点 D,B 表示的数是互为相反数,那么点 C,D 表示的数是多少?
(六)数轴上动点问题
例题精析
例 7 已知 M,N 在数轴上,点 M 对应的数是-3,点 N 在点 M 的右边,且距点 M 为 4 个单位长度,P,Q 是数轴上两个动点。
(1)直接写出点 N 所对应的数:___。
(2)当点 P 到点 M,N 的距离之和是 5 个单位长度时,点 P 对应的数是多少?
(3)如果点 P,Q 分别从点 M,N 出发,均沿数轴向左运动,点 P 每秒走 2 个单位长度,先出发 5 秒钟,点 Q 每秒走 3 个单位长度,当 P,Q 两点相距 2 个单位长度时,点 P,Q 对应的数各是多少?
▍思路点拨 (1)根据向右就做加法,列式求解;
(2)根据两点间的距离公式列方程求解;
(3)设点 P 运动时间为 t,列方程求出 t 的值,再求点 P,Q 对应的数。
▍过程详解 解:
(1)-3+4=1。故答案为 1。
(2)设点 P 表示的数为 x,则|x+3|+|x-1|=5,解得 或 。故点 P 对应的数为-3.5 或 1.5。
(3)设点 P 运动的时间为 t 秒,则点 Q 运动的时间为(t-5)秒,由题意得|(-3-2t)-[1-3(t-5)]|=2,解得 t=17 或 t=21,当 t=17 时,点 P 表示的数为-3-34=-37,点 Q 表示的数为 1-36=-35;当 t=21 时,点 P 表示的数为-3-42=-45,点 Q 表示的数为 1-48=-47。
▍总结升华 数轴上动点问题通常需要用到数形结合思想、方程思想和分类讨论思想,这点值得注意。
变式 7 点 A,B,C 在数轴上表示的数 a,b,c 满足,且 a 是绝对值最小的有理数。
(1)a 值为___,b 的值为___,c 的值为___。
(2)已知 P,Q 是数轴上的两个动点,点 P 从点 B 出发,以 4 个单位长度/秒的速度向右运动,点 Q 从点 C 出发,速度为 2 个单位长度/秒。
①若在点 P 出发的同时点 Q 向左运动,几秒时点 P 和点 Q 在数轴上相遇?
②若点 P 运动到点 A 处,动点 Q 再出发,也向右运动,则点 P 运动几秒时这两点之间的距离为 2 个单位长度?
(七)有理数的实际应用
例题精析
例 8 萧红中学排球队购进一批新的排球,并对新的排球进行了质量检测。有 5 个排球,以每个 270 克作为标准,超过的克数记作正数,不足的克数记作负数。
(1)这 5 个排球中,最接近标准的那个排球为___克。
(2)以每个排球 270 克为标准,这 5 个排球超过多少千克或者不足多少千克?
(3)店家需要快递寄给萧红中学这 5 个排球,已知快递首重不超过 1 千克为 12 元,如果超过 1 千克,按照每增加 1 千克增加 2 元,不足 1 千克按 1 千克计算,则店家需要付多少运费?
▍思路点拨 (1)根据绝对值越小,越接近标准;
(2)求出 5 个排球的实际重量和标准 5 个排球的重量差即可;
(3)由实际重量 1.3491 千克可知为 1 千克和 0.3491 千克,根据快递收费标准计算即可。
▍过程详解 解:
(1)因为|-0.6|<|0.7|<|-2.5|<|-3.5|<|5|,270-0.6=269.4(克),所以这 5 个排球中,最接近标准的那个排球为 269.4 克。故答案为 269.4。
(2)5-3.5+0.7-2.5-0.6=-0.9(克)=-0.0009(千克),所以这 5 个排球不足 0.0009 千克。
(3)270×5-0.9=1350-0.9=1349.1(克),因为 1349.1 克=1.3491 千克,1 千克 12 元,超过的 0.3491 千克为 2 元,12+2=14(元),所以店家需要付 14 元运费。
▍总结升华 用绝对值来计算偏差。
变式 8 某交警每天都开车在南北走向的大街上巡逻,假定从出发点开始,向南为正,向北为负,他这天下午巡逻记录里程如下(单位:km):+15,-3,+14,-11,+10,+4,-26。
(1)这位交警在第几个路段行车里程最远?为多少千米?
(2)若汽车耗油量为 0.1L/km,这天下午汽车共耗油多少升?
链接好题
实数 a 在数轴上对应点的位置如图所示,则下列结论中正确的是( )
A. -1<a<-a<1
B. -1<-a<1<a
C. a<-1<-a<1
D. a<-1<1<-a
参考答案与方法指导
变式训练
1. (1)-(-3)=3,,如图。
(2)利用数轴比较可知,。
(3)存在,它们是-(-3)与-3。
2. B
【解析】因为|m|>|n|,且 m>0,n<0,所以在数轴上表示如图。
所以-m<n<-n<m。故选 B。
3. (1)因为|a-2|≥0,|b-1|≥0,|a-2|+|b-1|=0,所以 a-2=0,b-1=0,所以 a=2,b=1,所以 a+b=3。故答案为 3。
(2)因为|1-a|≥0,所以当 1-a=0 时,|1-a|=0,此时|1-a|+2 有最小值,所以当 a=1 时,|1-a|+2 有最小值,最小值是 2。故答案为 1;2。
4. 因为|a|=3,|b|=5,所以 a=±3,b=±5。因为 a>b,所以 a=3,b=-5 或 a=-3,b=-5。
5. (1)因为数轴上数-3 表示的点与数 1 表示的点关于数-1 表示的点对称,所以数轴上数 4 表示的点与数-6 表示的点重合。故答案为-6。
(2)因为点 A 到原点的距离是 6 个单位长度,所以点 A 表示的数为 6 或-6。因为 A,B 两点经折叠后重合,所以当点 A 表示-6 时,点 B 表示的数是 4;当点 A 表示 6 时,点 B 表示的数是-8。故答案为 4 或-8。
(3)M,N 两点之间的距离为 2020,并且 M,N 两点经折叠后重合,因为点 M 表示的数比点 N 表示的数大,所以点 M 表示的数是 1009,点 N 表示的数是-1011。故答案为 1009;-1011。
6. (1)如图 1,O 为原点,点 C 表示的数是-1。
(2)如图 2,O 为原点,点 C 表示的数是 0.5,点 D 表示的数是-4.5。
7. (1)因为 a 是绝对值最小的有理数,所以 a=0,因为,所以 b+10=0,c-14=0,所以 b=-10,c=14。故答案为 0;-10;14。
(2)①点 P 表示的数为-10+4t,点 Q 表示的数为 14-2t,点 P,Q 相遇即这两个动点表示的数是同一个数。即-10+4t=14-2t,解得 t=4,故 4 秒时点 P 和点 Q 在数轴上相遇。
②点 P 表示的数为-10+4t,Q 表示的数为 14+2(t-2.5)=2t+9,点 P,Q 相遇前相距 2 个单位长度,则 2t+9-(-10+4t)=2,解得 t=8.5;点 P,Q 相遇后相距 2 个单位长度,则-10+4t-(2t+9)=2,解得 t=10.5。故点 P 运动 8.5 秒或 10.5 秒时这两点之间的距离为 2 个单位长度。
8. (1)由题意得|+15|=15,|-3|=3,|+14|=14,|-11|=11,|+10|=10,|+4|=4,|-26|=26,因为 3<4<10<11<14<15<26,所以最后一个路段行车里程最远为 26km。
(2)由题意得 0.1×(|+15|+|-3|+|+14|+|-11|+|+10|+|4|+|26|)=0.1×83=8.3(L)。答:这天下午汽车共耗油 8.3L。
链接好题
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