专题02 数轴上的动点问题8大题型41题(期中专项训练)七年级数学上学期新教材人教版
2026-10-12
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内容正文:
专题02 数轴上的动点问题
基础·固本强基
题型一、平移问题
题型二、中点问题
提升·进阶突破
题型三、单动点运动问题(重点)
题型四、动线段问题(重点)
题型五、动点的规律探究问题(难点)
拔高·压轴破难
题型六、双动点运动问题(重点)
题型七、定值不变问题(难点)
题型八、新定义问题(难点)
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基础·固本强基
题型一、平移问题
【模型】数轴点平移遵循“左减右加”核心规则,向左平移数值变小,向右平移数值变大,属于数轴最基础变换模型。
【步骤】①确定点初始位置;②根据平移方向和距离列式;③计算平移后对应点的数值。
【易错】左右平移符号写反;多个连续平移顺序混乱;平移距离不带正负直接计算。
1.在数轴上,点A表示,从点A出发,沿数轴向右移动4个单位长度到达点B,则点B表示的数是( )
A.1 B. C.1或 D.以上都不对
【答案】A
【详解】解:点表示,向右移动个单位长度到达点,
点表示的数为.
2.对数轴上的点进行如下操作:先把点表示的数乘,再把所得数对应的点向右平移1个单位长度,得到点的对应点.已知点经过上述操作后得到的对应点与点重合,则点表示的数是( )
A. B.3 C. D.
【答案】C
【分析】
【详解】解:设点表示的数为,
则,
解得:.
故选:C.
3.在数轴上,点A表示的数是2.若将点A向左移动4个单位长度得到点,则点表示的数为______.
【答案】
【详解】解:∵点表示的数是,向左移动个单位长度得到点,
∴点表示的数为 .
4.如图,数轴上点、所表示的数分别为、4,、两点分别从、两点出发在数轴上同向移动,点移动8个单位长度,点移动4个单位长度.则移动后、两点之间的距离是______________.
【答案】或/10或2
【详解】解:当两点同时向右移动时,
数轴上点、所表示的数分别为、4,点移动8个单位长度,点移动4个单位长度
点P表示的数为,点Q表示的数为,
移动后、两点之间的距离是;
当两点同时向左移动时,
数轴上点、所表示的数分别为、4,点移动8个单位长度,点移动4个单位长度
点P表示的数为,点Q表示的数为,
移动后、两点之间的距离是;
故移动后、两点之间的距离是2或10.
5.如图,在数轴上有三个点A、B、C,请回答下列问题.
(1)A、B、C三点分别表示 、 、 ;
(2)将点B向左平移3个单位长度,点B所表示的数是 ;
(3)将点A平移个单位长度,点A所表示的数是 .
【答案】(1)3
(2)
(3)或
【分析】
【详解】(1)解:根据数轴可得,点A、B、C三点表示的数分别为3;
故答案为:3
(2)∵,
∴将点B向左移动3个单位长度后,点B所表示的数是.
故答案为:;
(3)将点A向右平移个单位长度,点A所表示的数是,将点A向左平移个单位长度,点A所表示的数是.
故答案为:或.
6.如图,数轴上有一点,它表示的数为,只交换数字2和3的位置,符号不变,得到一个新数,用表示.
(1)判断点在点的左侧还是右侧(说明理由),并计算两点间的距离.
(2)将点向右平移得到点,使,求点向右移动的距离.
【答案】(1)
解:点在点的左侧;
理由如下:由题意,点表示的数为,
∵,
∴,
∵数轴上的数左边的比右边的小,
∴点在点的左侧;
∴两点间的距离为;
(2)20或44
【分析】
【详解】(1)略
(2)∵,
∴点表示的数为或12,
∴点向右移动的距离为或.
题型二、中点问题
【模型】利用数轴中点公式,两点中点数值等于两数之和的一半,是数轴动点通用基础工具模型。
【步骤】①找出线段两端点对应数值;②代入中点公式计算;③验证结果是否在两点之间。
【易错】记错中点公式,误用两数之差计算;动点题型中忘记随时间更新中点表达式。
7.在数轴上点表示数,点表示数,点表示数3,点、点和点分别以每秒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,运动时间()为_____秒时,、、三点中恰有一点为另外两点的中点.
【答案】或12
【详解】解:∵在数轴上点表示数,点表示数,点、点分别以每秒2个单位长度、1个单位长度的速度在数轴上同时向左运动,
∴点一定在点的左边,
运动秒后,点的位置为,点的位置为,点的位置为,
当点为点和点的中点时,有,解得;
当点为点和点的中点时,有,解得(不符合题意,舍去);
当点为点和点的中点时,有,解得;
故答案为:或12.
8.如图;在数轴上点表示数,点表示数1,点表示数7,点、、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4个单位长度和2个单位长度的速度向右运动,当点运动至中点时,______.
【答案】
【详解】解:根据题意得:t秒后,点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为,
∵点运动至中点,
∴,
解得:,
即当点运动至中点时,.
故答案为:
9.如图,数轴上点A、B所表示的数分别为、4.有P、Q两点分别从A、B两点出发同时以2个单位长度每秒的速度在数轴上同向运动,M、N分别是与的中点,当运动时间为4秒时,M、N两点之间的距离是________.
【答案】6
【分析】
【详解】解:①当点P,Q同时向右运动时,
当运动时间为4秒时,点P表示的数为,点Q表示的数为,
∵、分别是与的中点,
∴点M表示的数为,点N表示的数为,
∴、两点之间的距离是;
②当点P,Q同时向左运动时,
当运动时间为4秒时,点P表示的数为,点Q表示的数为,
∵、分别是与的中点,
∴点M表示的数为,点N表示的数为,
∴、两点之间的距离是;
故答案为: 6.
10.如图,在数轴上有三个点A、B、C,请回答问题:
(1)将A点向左移动5个单位长度,这是的点表示的数是___________;
(2)怎样移动A、B、C中的其中1个点,才能使点C恰好是线段的中点?请写出三种移动的方法.
方法一(移动A点):___________,
方法二(移动B点):___________,
方法三(移动C点):___________.
【答案】(1)
(2)
当点A移动时,此时只需将A向左移动8个单位即可.
当点B移动时,此时只需将B向左移动8个单位即可.
当点C移动时,此时只需要将C向右移动4个单位即可.
【分析】
【详解】(1)解:∵点A表示的数为4,
∴将点A向左移动5个单位长度,这时的点表示的数是.
故答案为:.
(2)略
11.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,线段的长度不变.
【答案】②④/④②
【详解】解:∵点A对应的数为4,且,在的左侧,
∴点对应的数是,故①错误;
由题意得:,
∴时,点到达点,故②正确;
分两种情况:当点在点的右侧,
,
,
,
时,;
当点在点的左侧,
,
,
,
时,,
综上所述,时,或4,故③错误;
分两种情况:当点在点的右侧,
∵分别为的中点,
,
,
当点在点的左侧,
∵分别为的中点,
∴,
,
∴在点的运动过程中,线段的长度不变,故④正确.
所以,上述结论中正确的是②④.
提升·进阶突破
题型三、单动点运动问题
【模型】单个点在数轴匀速运动,用时间、速度、初始位置,构造动点位置代数式求解问题。
【步骤】①写出动点初始位置;②根据运动方向列出含的位置式子;③根据题意列方程求解。
【易错】运动方向改变符号出错;漏写时间取值范围;距离计算忘记加绝对值。
12.已知数轴上、两点分别表示数、.点从表示的点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向右运动,运动时间为秒.
(1)用含的式子表示点所表示的数;
(2)当点到点的距离等于它到点的距离时,求的值.(提示:数轴上两点的距离等于两点所表示数的差的绝对值)
【答案】(1)
(2)
【分析】
【详解】(1)解:点从出发,以每秒个单位长度的速度向右运动秒,向右运动走过的路程为,
故点到达的点所表示的数为.
(2)解:根据题意可知,点是线段的中点,
点表示、点表示,两点间的距离为,
则中点在点右侧个单位长度处,
则中点表示的数为,
据(1)可知点表示的数为,
令,解得,
故当秒时,点到点、点的距离相等.
13.如图,数轴上的A,B两点分别表示数a,b,满足.对于数轴上任意一点P(不与点A,点B重合),线段之间满足.
(1)求线段的长;
(2)若动点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴的正方向运动,设运动时间为t秒,当时,求t的值.
【答案】(1)8
(2)3
【分析】
【详解】(1)解:,,,
,,
,,
;
(2)解:t秒时,点P表示的数为,,
分两种情况:点P在点B左侧时,
,
,
解得;
点P在点B右侧时,
,
,
解得,不合题意,舍去;
综上可知,t的值为3.
14.如图,数轴上有两点,,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴正方向运动,设运动时间为.
(1)当时,求线段和线段的长;
(2)当时,________,________(用含有的式子表示);
(3)当时,求的值.
【答案】(1),;
(2),;
(3)或.
【分析】
【详解】(1)解:由题意可知,,,,
∵当时,
∴,在线段上,
∴,;
(2)由题意可知,,,,
∵,
∴,
∴在线段上,
∴,;
(3)由题意可知,,,,
分类:
①若在线段上,那么,即,
∴,;
∵,
∴,
解得:;
②若在线段的延长线上,那么,即,
∴,;
∵,
∴,
解得:;
∴综上,或.
15.如图,数轴上点表示的数是,点表示的数是,阅读以下材料并解决相关问题.若在数轴上存在一点,使得点到点的距离与点到点的距离之和等于,则称点为点、的“n格距点”.例如:在图1中,点表示的数是,点到点的距离与点到点的距离之和为,则称点为点、的“格距点”.
(1)若点表示的数是,则的值为______;
(2)数轴上表示整数的点称为整点,若整点为点、的“格距点”,则这样的整点有______个;
(3)若点在数轴上运动,满足点到点的距离等于点到点的距离的倍,且此时点为点、的“格距点”,求点表示的数及的值.
【答案】(1)
(2)
(3)当在之间时,点表示的数为,;当在点左边时,点P表示的数为,
【分析】
【详解】(1)解:∵点表示的数为,
∴点到点的距离与点到点的距离之和为,
∴点为点、的“格距点”,
∴,
故答案为:;
(2)解:∵整点为点、的“格距点”,
∴,即在线段上,
∴整点所表示的数是,,,,,,共个,
故答案为:;
(3)解:①当在之间时,,
点表示的数为:,
此时;
②当在点左边时,,
点P表示的数为:,
此时.
16.已知如图,,为数轴上两点,点表示的数为,点表示的数为,点也是数轴上的点,如果点到点的距离是点到点的距离的倍,即,则可称点是的偶点,回答下列问题:
(1)当在点,之间,点表示的数为______;
(2)当为数轴上一点,点表示的数为________;
【深入思考】
(3)如图,、为数轴上两点,点表示的数为,点表示的数为,现有一个动点从点出发,以每秒个单位的速度向左运动,到达点停止,若运动时间为,求当为何值时,,,中恰有一个点为其余两点的偶点?
【答案】(1);(2)或;(3)秒或秒或秒
【分析】
【详解】(1)解:设点表示的数是,
点是的偶点,在点、之间,
,即,
,即点表示的数是.
故答案为:.
(2)解:设点表示的数是,
依题得:或,
解得:或.
故答案为:或.
(3)解:点从点出发,以每秒个单位的速度向左运动,到达点停止,
若运动时间为,则动点表示的数为,,,
分四种情况讨论:
①当点是的偶点时,,
,
解得:(秒);
②当点是的偶点时,,
,
解得:(秒);
③当点是的偶点时,,
,
解得:(秒);
④当点是的偶点时,,
,
解得:(秒).
综上所述,当为秒、秒或秒时,、、中恰有一个点为其余两点的偶点.
【点睛】本题考查的知识点是一元一次方程的实际应用,数轴上动点问题,数轴上两点之间的距离,解题关键是根据题意列出正确的方程并求解.
题型四、动线段问题
【模型】线段整体在数轴平移运动,将线段两个端点分别表示为含的式子,固定线段长度不变。
【步骤】①表示出线段两端点运动后的位置;②利用定长列式计算;③求解时间或对应位置。
【易错】混淆端点运动顺序;误把动线段当成动点,错误改变线段长度。
17.【问题情境】
如图1所示,点,在数轴上分别表示数,,且.小聪将一根木棒放置在数轴上,并将其沿数轴从左向右匀速移动.
【问题解决】
(1)和的值分别为___________,___________;
(2)若木棒完全通过点所需时间是完全通过线段所需时间的,求木棒长度;
(3)在(2)的条件下,小聪发现木棒移动至线段上某处时,恰好.受此启发,他突然理解了老师课间对他说的一段话:“当我是你现在这么大时,你还要18年才出生;当你到我现在这么大时,我已81岁了.”他画出了如图2的示意图.请你写出图2数轴上点和的实际意义,并求出小聪和老师现在的年龄.
【答案】(1),
(2)木棒长度为8
(3)点表示小聪现在的年龄,点表示老师现在的年龄,小聪现在的年龄15岁,老师现在的年龄48岁
【分析】
【详解】(1)解:∵
∴,
∴,;
(2)解:设木棒的长度为,
根据题意得,
解得,
答:木棒长度为8;
(3)解:点表示小聪现在的年龄,点表示老师现在的年龄,
(岁)
(岁),(岁)
答:小聪现在的年龄15岁,老师现在的年龄48岁.
18.如图,在数轴上,点表示,点表示8,点从原点出发,沿数轴负方向以的速度向终点运动,同时,点从点出发沿数轴负方向以的速度向终点运动,运动时间为.
(1)求的长;
(2)若,,且,求的长;
(3)直接写出点、表示的数(用含、、的式子表示);
(4)点为、之间的动点,在、运动过程中,设,,且,始终为定值,直接写出、满足的数量关系.
【答案】(1)10
(2)7
(3)点表示的数为:,点表示的数为:;
(4).
【分析】
【详解】(1)解:;
(2)解:若,,且,
则点P表示的数为:,点Q表示的数为:,
∴;
(3)解:∵点从原点出发,沿数轴负方向以的速度向终点运动,运动时间为,
∴点表示的数为;
∵点从点出发沿数轴负方向以的速度向终点运动,运动时间为,
∴点表示的数为;
(4)解:∵点表示的数为:,
∴,
∵点表示的数为,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵始终为定值,
∴,
∴.
19.如图,数轴上,点与点对应的数分别是,将一根质地均匀的直尺放在数轴上(点在点的左边),若将直尺在数轴上水平移动,当点移动到点的位置时,点与点重合,当点移动到点的位置时,点与点重合.
(1)直尺的长为__________个单位长度;
(2)若直尺在数轴上,且满足点与点的距离等于点与点距离的倍时,求此时点对应的数;
(3)当点对应的数为时,作为起始位置,直尺以每秒个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点从点出发,以每秒个单位长度的速度也沿数轴向右运动,设运动时间为秒.
①若、、三点恰好在同一时刻重合,求的值;
②当时,、、三个点中恰好有一个点到另外两点的距离相等,若点不与点、重合,请直接写出所有满足条件的的值.
【答案】(1)
(2)或
(3)①;②或或
【分析】
【详解】(1)解:由题意得,,
∵,
∴;
(2)解:∵,
∴或,
∵,
∴或,
∴点对应的数是或,
即点对应的数是或;
(3)解:①当点对应的数为时,点运动前表示的数是,
∵直尺以个单位秒的速度沿数轴匀速向右运动,
∴两点重合时秒,
∵点从点出发,以个单位秒的速度也沿数轴匀速向右移动,
∴点在数轴上对应的数为,
若三点恰好在同一时刻重合,则,
解得;
②当时,点在数轴上对应的数为,点对应的数为,点对应的数为,
当点是两点中点时,则,
解得;
当点是两点中点时,则,
解得;
当点是两点中点时,则,
解得;
综上,的值为或或.
20.如图,一把长度为5个单位的直尺放置在如图所示的数轴上(点在点左侧),点、、表示的数分别是、、,若、同时满足:.
(1)______,______,_______.
(2)设直尺以2个单位/秒的速度沿数轴匀速向右移动,同时点从点出发,以个单位/秒的速度也沿数轴匀速向右移动,设运动时间为秒.
①若、、三点恰好在同一时刻重合,求的值;
②当时,、、三个点中恰好有一个点到另外两个点的距离相等,请直接写出所有满足条件的的值.
【答案】(1),4,7
(2)①;②或7或7.5或8或9
【分析】
【详解】(1)解:
则
解得
由题意得,而点表示的数是
∴点表示的数;
(2)解:①,
当、重合时,依题意有,解得,
依题意有,解得.
②当时,,
当是、中点时,依题意有,解得;
当与重合时,依题意有,解得;
当是、中点时,依题意有,解得;
当与重合时,;
当是、中点时,依题意有,解得.
综上所述,或7或7.5或8或9.
题型五、动点的规律探究问题
【模型】动点做往复、往返循环运动,无固定方程,通过列举前几次运动位置,寻找周期规律解题。
【步骤】①依次列举动点前几次位置;②找出循环周期;③用除法求余数判断最终位置。
【易错】周期找错、余数理解错误;遗漏初始位置,列举规律不完整。
21.如图,在数轴上,点表示的数是,现将点做如下移动:第次将点向左移动个单位长度至点,第次将点向右移动个单位长度至点,第次将点向左移动个单位长度至点,.按照这种移动方式进行下去,点表示的数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:由题意可知,点表示的数为,
第次移动后,点表示的数为;
第次移动后,点表示的数为;
第次移动后,点表示的数为;
第次移动后,点表示的数为;
每次移动,点向右移动个单位长度,
,
前次移动后,点表示的数为,
第次向左移动个单位长度,
点表示的数为.
22.如图,正方形的边长为1,在正方形的4个顶点处标上字母A,B,C,D,先让正方形上的顶点A与数轴上的数所对应的点重合,再让正方形沿着数轴按顺时针方向滚动,那么数轴上的数2026将与正方形上的哪个字母重合( )
A.字母A B.字母B C.字母C D.字母D
【答案】B
【详解】解:∵正方形边长为1,
∴正方形周长为4,
∵起点对应数,终点对应数2026,
∴滚动的总距离为,
∵,
∴数轴上的数2026对应的点与正方形滚动1个单位长度后落在数轴上的顶点重合,
∵正方形顺时针滚动,起始点为,则滚动1个单位长度后落在数轴上的点为,
∴数轴上的数2026将与正方形上的字母重合.
23.如图所示,圆的周长为个单位长度,在圆的等分点处标上字母,先将圆周上的字母对应的点与数轴的数字所对应的点重合,若将圆沿着数轴向左滚动.那么数轴上的所对应的点将与圆周上字母_______________所对应的点重合.
【答案】
【详解】解:数轴上与之间的距离为.
圆的周长为,且等分,
每滚动个单位长度,圆周上的点循环一次.
由于圆向左滚动,由图可知,圆周上与数轴接触的点依次为,
用总距离除以周期长度,余数为对应,余数为对应,余数为对应,余数为对应.
,
余数为,对应的点为.
故数轴上的所对应的点将与圆周上字母所对应的点重合.
24.如图,长方形的边在数轴上,点、对应的数分别为和,且边.若长方形沿数轴正方向在数轴上顺时针翻滚,每次翻滚,第1次绕着点顺时针翻滚后,点落在数轴上,对应的数为;第次绕点顺时针翻滚;继续翻滚,则翻滚次后,此时贴着数轴的那条边,其右端点对应的数是______.
【答案】
【详解】解:由题意可知,,,
四边形是长方形,
长方形的周长为 ,
观察翻滚过程可知,每翻滚次,长方形回到初始直立状态,且向右移动的距离等于周长6,
,
翻滚次相当于经历了个完整的循环后,又翻滚了次, 经过个循环后,长方形向右移动的总距离为 ,此时(第次翻滚后),长方形状态与初始状态相同,边在数轴上,右端点对应的数为 ,
第次翻滚(即第次):绕点顺时针翻滚,边落在数轴上,右端点为,对应的数为 ,
第次翻滚(即第次):绕点顺时针翻滚,边落在数轴上,右端点为,对应的数为 ,
故此时贴着数轴的那条边,其右端点对应的数是.
25.某智能巡检机器人沿一条笔直轨道(将轨道画成如图所示的数轴)执行巡检任务,机器人从点O出发,第1次向右移动1个单位长度,第2次向左移动2个单位长度,第3次向右移动3个单位长度,第4次向左移动4个单位长度…依此移动,机器人每秒移动2个单位长度.轨道上有一处故障点A,点A在点O的左侧,且与点O的距离为4个单位长度,则机器人在出发后______秒能第一次到达故障点.
【答案】18
【详解】解:故障点A在数轴上对应的数是,我们按移动顺序逐步分析机器人的位置:
第1次:从0向右移1个单位,到达位置1,累计移动总路程为1;
第2次:从1向左移2个单位,到达位置,累计移动总路程为;
第3次:从向右移3个单位,到达位置2,累计移动总路程为;
第4次:从2开始向左移动4个单位,到达位置,累计移动总路程为;
……,
第n次:当n为奇数时,到达位置为,当n为偶数时,到达位置为,
∵目标位置是,
∴,
解得,
此时机器人累计需要移动的总路程为:,
已知机器人每秒移动2个单位长度,
因此总时间为 秒,就是第一次到达故障点的时间.
26.已知,等边三角形(三条边都相等的三角形)在数轴上的位置如图所示.
(1)将三角形从如图所示的位置沿数轴向左滚动一圈(滚动一圈指线段再次落在数轴上),点表示的数是________;
(2)将三角形从如图所示的位置沿数轴向右滚动,则数2026对应的点与点________重合;
(3)将三角形从如图所示的位置沿数轴滚动,向右滚动的圈数记为正数,向左滚动的圈数记为负数,依次运动情况记录如下:2,,,,.
①第________次滚动后,点A离原点最远;
②当三角形结束滚动时,点表示的数是多少?
【答案】(1)
(2)B
(3)①三;②
【分析】
【详解】(1)解:由题意得:,
所以将等边从如图所示的位置沿数轴向左滚动一圈,A表示的数是;
(2)解:因为,
所以将等边从如图所示位置沿数轴向右滚动,数2026表示的点与点B重合;
(3)解:因为五次运动后,点A对应的数依次为:
;
;
;
;
;
所以第三次滚动后,点A离原点最远;
由知,运动结束后A点对应的是,所以点对应的数是.
拔高·压轴破难
题型六、双动点运动问题
【模型】两个点同时不同速、不同向运动,用含式子表示两点位置,结合相距、相遇条件列方程。
【步骤】①分别表示两点运动位置;②根据相遇、相距列绝对值方程;③分类讨论求解时间。
【易错】忽略先后、双向运动差异;相距问题不分类,漏解、多解;忘记取舍时间。
27.如图,已知数轴上原点为,点表示的数为,点在点的右侧,且线段的长为.动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向正半轴运动,同时动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向负半轴运动,设运动时间为秒.
(1)求点表示的数;
(2)求当为何值时,.
【答案】(1)点表示的数为;
(2)当为或时,.
【分析】
【详解】(1)解:∵点表示的数为,点在点的右侧,且线段的长为,
∴点表示的数为;
(2)解:由题意可知:点表示的数为,点表示的数为,
∵动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向正半轴运动,同时动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向负半轴运动,
∴点表示的数,点表示的数为,
∴,,
∵,
∴,
∴或,
解得:或,
∴当为或时,.
28.数轴上依次有A,B,C三个点,对应的数分别为a,b,c.已知点A表示的数是,,.点P以每秒3个单位的速度从点A出发沿数轴向右运动,同时,点Q以每秒2个单位的速度从点C出发沿数轴向左运动,当点Q到达点A时,P、Q两点同时停止运动.设运动时间为.
(1)直接写出b,c的值:_________,_________;
(2)若点K是线段AP的中点,当t为何值时,;
(3)若数轴上另外两个动点M,N分别随着P,Q一起运动,且始终保持,(点M在点P右边,点N在点Q左边),当点P运动到C点时,线段立即以原速度的倍返回向左运动,在整个运动过程中,是否存在使和两条线段重叠部分为的三分之一的情况,若存在,请求出t的值.若不存在,请说明理由.
【答案】(1),3
(2)
(3)或或.
【分析】
【详解】(1)解:∵点A表示的数是,,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴最长运动时间.
∵点Q以每秒2个单位的速度从点C出发沿数轴向左运动,
∴点Q表示的数为,
∵点P以每秒3个单位的速度从点A出发沿数轴向右运动,
∴点P表示的数为,
∵点K是线段的中点,
∴K表示的数为,
∴,,
∵,
∴,
∴或,
解得:或(舍去).
综上:.
(3)解:∵(点M在点P右边,点N在点Q左边),
∴M表示,N表示,
当点P向右运动时:
当M与N重合时,
∴,
解得:,
∵和两条线段重叠部分为的三分之一,
∴M在N的右边或Q在P的右边,
∴或,
∴或,
解得:或,
或
当点P向左运动时,
当点P运动到C点时,则,
解得:,
此时Q表示,N表示,M表示,
此后线段立即以原速度的倍返回向左运动,
∴P表示,M表示,
当P在Q的左边时,此时,
∴,
解得:,符合题意,
当N在M的左边时,此时,
∴,
解得:,不符合题意舍去.
综上:或或.
29.如图,已知数轴上点表示的数为,是数轴上在原点左侧的一点,且两点间的距离为,动点P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)点运动到线段的中点时,它所表示的数是______.
(2)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.点在数轴上表示的数为,动点同时出发.
①当点运动多少秒时,点追上点?
②动点运动到点时则立即返回以原速度向点运动,动点返回到点时动点两点同时停止运动,则点运动多少秒时,点与点间的距离为个单位长度?
【答案】(1)2
(2)①4秒;②1秒或7秒或9秒
【分析】
【详解】(1)解:∵数轴上点A表示的数为6,B是数轴上在原点左侧的一点,且两点间的距离为8,
∴点B表示的数为,
∴P点运动到线段的中点时,它所表示的数是;
(2)解:①当运动时间为t秒时,点P表示的数为,点Q表示的数为,
当点追上点时,,
解得:,
即当点P运动4秒时,点P追上点Q;
②点P到点C所用的时间为(秒),
点Q到点C所用的时间为(秒),
点P从点C返回到点A所用的时间为(秒),
点Q从点C返回到点A所用时间为(秒)
当时,
若点P在点Q的右侧,点P与点Q之间的距离为6个单位长度,
则,
解得:;
若点P在点Q的左侧,点P与点Q之间的距离为6个单位长度,
则,
解得:;
当时,点P从点C向点A运动,点Q从点B向点C运动,点P表示的数为,
若点P在点Q左侧,点P与点Q之间的距离为6个单位长度,
则,
解得,不合题意,舍去
若点P在点Q右侧,点P与点Q之间的距离为6个单位长度,
则,
解得:;
当时,点P从点C向点A运动,点Q从点C向点B运动,且点P在点Q的右侧,
点Q表示的数为,
点P与点Q之间的距离为6个单位长度,则,
解得,不合题意,舍去;
综上,点P运动1秒或7秒或9秒时,点P与点Q间的距离为6个单位长度.
30.如图所示,在数轴上点表示的数分别为,1,6,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为.
(1)则___________;
(2)若点在数轴上运动,点以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点以每秒2个单位长度向右运动.请问:运动秒后,点与点之间的距离为多少?(用含的代数式表示)
(3)若点以每秒3个单位长度的速度向左运动,同时,点与点分别以每秒1个单位长度和每秒2个单位长度的速度向右运动.请问:随着运动时间的变化,当秒时,试推出之间的数量关系.
【答案】(1)8
(2)
(3)当时,;当时,
【分析】
【详解】(1)解:;
故答案为:8;
(2)解:运动秒后,点表示的数为,点表示的数为,
故;
(3)解:运动秒后,点表示的数为,点表示的数为,点表示的数为.
∴,,.
当时,,则;
当时,,则;
综上,当时,;当时,.
31.如图,已知数轴上点A表示的数为6,B是数轴上在A左侧的一点,且A,B两点间的距离为10.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,设运动时间为秒.
(1)数轴上点B表示的数是________,点P表示的数是________(用含t的代数式表示).
(2)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,若点P,Q同时出发,求:
①点Q表示的数是________(用含t的代数式表示).
②当点P运动多少秒时,点P与点Q重合?
③若点P与点Q之间的距离用表示,点B与点Q之间的距离用表示,当时,求出点P运动的时间.
【答案】(1);
(2)①;②当点运动5秒时,点与点重合;③点运动的时间为秒或10秒
【分析】
【详解】(1)解:∵点A表示的数为6,B是数轴上在A左侧的一点,且A,B两点间的距离为10,
∴点B表示的数为;
∵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,设运动时间为秒,
∴点P表示的数为;
故答案为:;.
(2)解:①∵点B表示的数为,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,运动时间为秒,
∴点Q表示的数为,
故答案为:;
②∵点P表示的数为,点Q表示的数为,
∴当点与点重合时,则,
解得.
答:当点运动5秒时,点与点重合.
③当点运动秒时,此时,
当不超过时,,
∵,
∴,
解得;
当超过时,,
∵,
∴,
解得;
综上所述,点运动的时间为秒或10秒.
题型七、定值不变问题
【模型】动点运动过程中,线段和、差、中点距离等代数式结果不受时间影响,始终为固定数值。
【步骤】①列出运动后的动态代数式;②化简消去时间;③得出恒定定值。
【易错】化简不彻底,误判变量为定值;未验证任意时刻均成立,以偏概全。
32.如图,已知直线上有两条可以左右移动的线段:,,且,满足,点,分别为,中点.
(1)求线段,的长;
(2)线段以每秒个单位长度向右运动,同时线段以每秒个单位长度也向右运动.若运动秒后,,求此时线段的长;
(3)若,将线段固定不动,线段以每秒个单位长度向左运动,在线段向左运动的某一个时间段内,是否存在的值为定值?如果存在,请求出这个定值,并求出在哪一个时间段内;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)的长为或
(3)当秒时,为定值,定值为
【分析】
【详解】(1)解: ,
,,
,,
,;
(2)解:设直线为数轴,
,,
,
设点表示的数为,点表示的数为,
点分别为的中点,
点表示的数是,点表示的数是,
运动后点表示的数是,
点表示的数是,
,
,
解得或,
运动后,
运动后或;
的长为或;
(3)解:,,,,,
,,
线段固定不动,线段以每秒个单位速度向左运动,
运动秒后,,,
当秒时,,
当秒时,,
当秒时,
∴当秒时,为定值,定值为.
33.如图1,已知数轴上点A表示的数为6,点B在点A左边,且.动点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t()秒.
(1)数轴上点B表示的数是 ,点P表示的数是 (用含t的式子表示).
(2)动点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点P,Q同时出发,则点P运动多少秒时与点Q相距4个单位长度?并求出此时点P表示的数.
(3)若点P,Q以(2)中的速度同时分别从点A,B向右运动,同时点R从原点O以每秒4个单位长度的速度向右运动,是否存在常数m,使得为定值?若存在,请求出m的值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)6秒或14秒,或
(3)存在常数m,使得为定值,m的值为,这个定值为20
【分析】
【详解】(1)解:∵点A表示的数为6,点B在点A左边,且,
∴点B表示的数是,
∵动点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,
∴点P表示的数是,
故答案为:,;
(2)解:t秒时,Q表示的数为,
根据题意,得,
解得或,
当时,点P表示的数为;
当时,点P表示的数为;
答:点P运动6秒或14秒时与点Q相距4个单位长度,点P表示的数为或;
(3)解:设t秒后为定值,
由题意得,
,
∵为定值,
∴的值与t无关,
∴,
解得,
∴当时,为定值,定值为20.
34.若数轴上存在两动点,当第一次相遇后,速度都变为原来的两倍,第二次相遇后又都能恢复到原来的速度,则称这条数轴为魔幻数轴.
如图,已知一魔幻数轴上有,,三点,其中,对应的数分别为,,为47个单位长度,,分别从,两点同时出发,沿数轴正方向同向而行,的速度为3个单位/秒,的速度为1个单位/秒,设运动时间为秒,到达点后以当时的速度立即返回(掉头时间不计),当回到点时,、同时停止运动.
(1)点对应的数为______,出发______秒后追上(即第一次相遇);
(2)当到达点立即返回后第二次与相遇时,______,相遇点在数轴上表示的数是______;
(3),运动过程中是否存在某段时间内为定值?若能,求出该定值并写出对应的的取值范围,若不能,请说明理由.
【答案】(1)37;5
(2)13;21
(3)存在,当时,为定值,定值为64
【分析】
【详解】(1)解:∵其中,对应的数分别为,,为47个单位长度,
∴点B对应的数为;
设点P出发秒后追上Q(即第一次相遇),
由题意得,
解得,
故答案为:37;5.
(2)解:由(1)可知,点P和点Q在第5秒的时候第一次相遇,
即第一次相遇时点P和点Q对应的数字为5,
∴第一次相遇的点到点B的距离为,
设第一次相遇后到第二次相遇所用的时间为,
∵第一次相遇后点的速度为6个单位/秒,点的速度为2个单位/秒,当到达点立即返回,
∴由题意得,
解得,
∴当到达点立即返回后第二次与相遇时间(秒),
相遇点表示的数为;
故答案为:13;21.
(3)解:①由(1)可知,点P和点Q第一次相遇前,,点B表示的数为37,
此时点P对应的数为,点Q对应的数为,
∴,,
∴,
即当时,不是定值;
②∵第一次相遇后点的速度为6个单位/秒,点的速度为2个单位/秒,
∴第一次相遇到后,点P到点B所用时间为(秒),
(秒),
∴当时,
此时点P对应的数为,点Q对应的数为,
∴,,
∴,
即当时,不是定值;
③由(2)可知,第二次相遇的时间为13秒,
∴当时,
此时点P对应的数为,点Q对应的数为,
∴,,
∴,
即当时,为定值,定值为64;
④∵第二次相遇点对应的数为21,相遇后点的速度为3个单位/秒,点的速度为1个单位/秒,且当回到点时,、同时停止运动,
∴第二次相遇到后,点P回到点A的时间为(秒),
∵,即此时点Q还没有运动到点B,
(秒),
∴当时,
此时点P对应的数为,点Q对应的数为,
∴,,
∴,
即当时,不是定值;
综上所述,当时,为定值,定值为64.
35.在数轴上点表示的数为,点表示的数为,点到点的距离记为.我们规定:的大小用位于右边的点表示的数减去左边的点表示的数表示,即.请用上面的知识解答下面的问题:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数,是最小的正整数,且满足.
(1)求出的值.
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与表示数____________的点重合;若此数轴上、两点之间的距离为2025(在的左侧),且当点与点重合时,点与点也恰好重合,则点表示的数是____________.
(3)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,点从出发以每秒1个单位长度的速度运动,假设秒钟过后,请问:是否存在常数,使的值为定值?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)2;
(3)存在,或
【分析】
【详解】(1)解:是最小的正整数,
;
将代入,则,
,且,
,,
解得:;
综上所述,;
(2)解:由(1)知,
将数轴折叠,使得点与点重合时,对称中心表示的数是,
,
与点重合的点表示的数是;
设点表示的数是为,
数轴上、两点之间的距离为2025(在的左侧),
点表示的数是,
当点与点重合时,点与点也恰好重合,
,
解得;
故答案为:2;;
(3)解:存在,
经秒后对应的数是;经过秒后对应的数是,
,
分两种情况:
①点向左运动经过秒后对应的数是,则,
,
当,即时,的值是定值,为;
②点向右运动经过秒后对应的数是,则,
,
当,即时,的值是定值,为;
综上所述:当或时,的值为定值.
36.数轴原点为O,A,B是数轴上的两点,点A对应的数是a,点B对应的数是b,且a,b满足,动点M,N同时从A,B出发,分别以1个单位/秒和3个单位/秒的速度沿着数轴正方向运动,设运动时间为t秒.
(1)A,B两点间的距离是______;动点M对应的数是______(用含t的代数式表示).
(2)几秒后,线段与线段恰好满足?
(3)若M,N开始运动的同时,R从出发以2个单位/秒的速度沿着数轴正方向运动,当R与M不重合时,求与之间的数量关系.
【答案】(1)6,
(2)秒或秒
(3) 当时,;当时,
【分析】
【详解】(1)解:
∴,,
∴,,
∴,
当运动时间为秒时,动点对应的数是,
故答案为:, ;
(2)解:当运动时间为秒时,动点对应的数是,动点对应的数是,
根据题意得:,
解得:或,
答:秒或秒后,线段与线段恰好满足;
(3)解:当运动时间为秒时,动点对应的数是,动点对应的数是,动点对应的数是,
∴, , ,
∵与不重合,
∴,
∴,
∴分及两种情况考虑:
当时, , ,
∴;
当时, ,,
∴,
综上所述, 当时,;当时, .
37.给出如下定义:对于数轴上两点M,N和常数d,如果在数轴上存在点P,使得,那么称点P是M,N的“d关联点”.例如:点M表示的数为0,点N表示的数为2,,当点P表示的数为3时,,所以称点P是M,N的“4关联点”
(1)点M表示的数为1.
①点N表示的数为2,P是M,N的“3关联点”.则点P表示的数是_______(直接写出结果);
②点P表示的数为,且是M,N的“10关联点”,求点N表示的数;
(2)数轴上点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为2,数轴正半轴上的点D是B,C的“12关联点”.若线段以2个单位长度/秒的速度向左匀速运动,同时线段以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动.当线段完全运动到线段上(不与A,B两点重合)时开始计时,设运动时间为t秒.
①运动t秒后,点B恰是C,D的“4关联点”,求t的值;
②点P是A,B的“8关联点”,Q为的中点,若存在有理数n使为定值,请直接写出符合条件的n的值为_______.
【答案】(1)①0或3;②或
(2)①1;②
【分析】
【详解】(1)解:①设点P表示的数为x,则,
∵P是M,N的“3关联点”,
∴,
∴,
当点P在点M左侧时,则,解得,
当点P在点M和点N之间时,则,此时方程无解;
当点P在点N右侧时,则,解得;
综上所述,点P表示的数为0或3;
②设点N表示的数为y,则,
∵点P是M,N的“10关联点”,
∴,
∴,
∴,
∴或,
解得或,
∴点N表示的数为或;
(2)解:①设运动前点D表示的数为m,,
∵数轴正半轴上的点D是B,C的“12关联点”,
∴,
∴,
当时,则,此时方程无解;
当时,则,解得;
综上所述,运动前点D表示的数为4;
设运动s秒时,点D刚好与点B重合,则,
解得,
∴从开始运动到线段完全运动到线段上(不与A,B两点重合)时,需要10秒,
∴运动t秒时,点B表示的数为,点C表示的数为,点D表示的数为,
∴,,
∵运动t秒后,点B恰是C,D的“4关联点”,
∴,
∴,
解得;
②由(2)①得运动t秒时,点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为,点D表示的数为,
∴;
∵Q为的中点,
∴点Q表示的数为;
设点P表示的数为p,
∴,
∵点P是A,B的“8关联点”,
∴,
∴,
当时,则,解得;
当时,则,此时方程无解;
当时,则,解得;
综上所述,点P表示的数为或;
当点P表示的数为时,则,
∴,
∵为定值,
∴,
∴;
当点P表示的数为时,则,
∴,此时不存在n使得为定值,
综上所述,.
【点睛】本题主要考查了数轴上的动点问题,解绝对值方程,一元一次方程的应用,整式的加减运算,利用分类讨论的思想求解是解题的关键.
题型八、新定义问题
【模型】题目给出数轴动点全新定义、新运算,抛弃固有思路,严格按题目新规则转化列式求解。
【步骤】①读懂并拆解新定义规则;②结合动点位置列式;③按新运算化简求解。
【易错】套用旧知识点解题,违背新定义;理解题意偏差,列式完全出错。
38.【概念理解】定义:在数轴上,我们称数轴上某点到定点(点表示的数为6)的距离为该点的“绝对坐标”,记作(其中是点表示的数).如:数轴上有一点表示的数为8,则
【问题情境】如图,数轴上点表示的数是,点表示的数是6,点表示的数是16,动点从点出发,以每秒3个单位长度的速度向点运动,到达点后立即以同样的速度向点运动;动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向点运动.,两点同时出发,设运动的时间为秒,当点到点时停止运动,点也随之停止.
【初步探究】(1)根据定义,_____,_____.
【深入思考】(2)在运动过程中,是否存在某一时刻,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【综合探究】(3)我们发现,在,两点运动的过程中的某个阶段,的值是个定值,则定值为_____.
【答案】(1)16,10;(2)存在,;(3)32.
【分析】
【详解】解:(1)∵(是点表示的数),点表示的数是,点表示的数是16,
∴,.
故答案为:16,10.
(2)∵点从点出发到B的距离为:,
∴所需时间秒,
∴当时,点P表示的数为;
当时,点Q从点B到A的距离为16,所需时间为:(秒),
∴点P表示的数为,
∵点Q表示的数为,
①当时,,
∵,
∴,
当,解得:(不符合题意舍去);
当,解得:(符合题意);
②当时,,
∵,
∴,
当,解得:(不符合题意舍去);
当,解得:(不符合题意舍去).
综上,.
(3)①当时,,
∴.
②当时,,
∵,
∴.
综上,当P在A、B之间,Q在B、A之间时,的值是个定值,则定值为32.
故答案为:32.
39.定义:为数轴上三点,当点在线段上时,若点到点的距离是点到点的距离倍,我们称点是的美好点.例如:如图①,点表示数,点表示数,点表示数,点表示数.点到点的距离是,到点的距离是,那么点是的美好点;又如,点到点的距离是,到点的距离是,那么点就不是的美好点,但点是的美好点.
如图②,为数轴上两点,点表示数,点表示数.
()①求的美好点表示的数为__________.
②求的美好点表示的数为_____________.
()数轴上有一个动点从点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向右运动.设点运动的时间为秒,当点和中恰有一个点为其余两点的美好点时,求的值.
【答案】()①;②;()或或或
【分析】
【详解】解:()①设的美好点表示的数为,
由题意得,,
解得,
∴的美好点表示的数为,
故答案为:;
②设的美好点表示的数为,
由题意得,,
解得,
∴的美好点表示的数为,
故答案为:;
()由题意得,点运动秒后在数轴上表示的数为,
当点是的美好点时,则,
解得;
当点是的美好点时,则,
解得;
当点是的美好点时,则,
解得;
当点是的美好点时,则,
解得;
综上,的值为或或或.
40.【数学概念】如图,A、B为数轴上不重合的两个点,P为数轴上任意一点,我们比较线段和的长度,将较短线段的长度定义为点P到线段的“靠近距离”.特别地,若线段和的长度相等,则将线段或的长度定义为点P到线段的“靠近距离”.
【概念理解】如图①,点A表示的数是,点B表示的数是2.
(1)若点P表示的数是,则点P到线段的“靠近距离”为 ;
(2)若点P表示的数是m,点P到线段的“靠近距离”为3,则m的值为 .(写出所有结果);
【概念应用】
(3)如图②,在数轴上,点P表示的数是,点A表示的数是,点B表示的数是2.点P以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点B以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右运动.设运动的时间为t秒,当点P到线段的“靠近距离”为2时,求t的值.
【答案】(1)2
(2)或或5
(3)t的值为2.5或0.5或10或6
【分析】
【详解】(1)解:∵点A表示的数是,点B表示的数是2,点P表示的数是,
∴,,
∴点P到线段的“靠近距离”为2;
(2)解:根据两点间的距离可得,,,
∴当时,解得或,
当时,解得或,
故m的值为或或5;
(3)解:当运动时间为t秒时,点P表示的数是,点B表示的数是,
∴,,
∴当时,解得或0.5,
当时,解得或6,
综上所述,t的值为2.5或0.5或10或6.
41.定义:若数轴上有两个点位于一点两侧,且到该点的距离相等,则称这两个点是关于该点的“联盟点”.
【初步感知】
(1)在数轴上,若点B表示的数是5,点M表示的数是3,点A与点B是关于点M的“联盟点”,则点A表示的数是_______;
(2)在数轴上,若点A表示的数是a,点B表示的数是b,点M表示的数是m,点A与点B是关于点M的“联盟点”,则a,b,m满足的数量关系是______;
【问题探究】
如图1,点O为原点,点M表示的数是3,如果点C所表示的数是,点C关于O点的“联盟点”是点D,点C关于点M的“联盟点”是点E,求线段DE的长度;
【拓展延伸】
如图2,点F表示的数是1,点P,Q分别从数轴上表示的数是3和的点出发向右匀速运动,点P的速度是1个单位长度/秒,点Q的速度是k个单位长度/秒,设运动时间为t秒.点F关于点P的联盟点为点G,点G关于点Q的联盟点为点H,是否存在一个k值,使得FH为定值.若存在,请求出k的值;若不存在,请说明理由.
【答案】初步感知
(1)1;(2);
问题探究
;
拓展延伸
存在,
【分析】
【详解】初步感知
解:(1)设点A表示的数为x,点B表示的数是5,点M表示的数是3,
∴点在点的右边,
∴点在点的左边,
根据题意可得,
解得,
故点A表示的数为1,
故答案是:1;
(2)根据题意可得点是的中点,
故,
化简得.
问题探究
解:点C关于O点的“联盟点”是D,
点D表示的数为,
点C关于点M的“联盟点”是E,
点E所表示的数为,
.
拓展延伸
解:存在,理由如下,
根据题意,可知点P表示的数为,点Q表示的数为,
点F关于点P的联盟点为点G,点F表示的数是1,
点G表示的数为,
点G关于点Q的联盟点为点H,
点H表示的数为,
所以,
因为为定值,所以,
解得.
$专题02 数轴上的动点问题
基础·固本强基
题型一、平移问题
题型二、中点问题
提升·进阶突破
题型三、单动点运动问题(重点)
题型四、动线段问题(重点)
题型五、动点的规律探究问题(难点)
拔高·压轴破难
题型六、双动点运动问题(重点)
题型七、定值不变问题(难点)
题型八、新定义问题(难点)
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基础·固本强基
题型一、平移问题
【模型】数轴点平移遵循“左减右加”核心规则,向左平移数值变小,向右平移数值变大,属于数轴最基础变换模型。
【步骤】①确定点初始位置;②根据平移方向和距离列式;③计算平移后对应点的数值。
【易错】左右平移符号写反;多个连续平移顺序混乱;平移距离不带正负直接计算。
1.在数轴上,点A表示,从点A出发,沿数轴向右移动4个单位长度到达点B,则点B表示的数是( )
A.1 B. C.1或 D.以上都不对
2.对数轴上的点进行如下操作:先把点表示的数乘,再把所得数对应的点向右平移1个单位长度,得到点的对应点.已知点经过上述操作后得到的对应点与点重合,则点表示的数是( )
A. B.3 C. D.
3.在数轴上,点A表示的数是2.若将点A向左移动4个单位长度得到点,则点表示的数为______.
4.如图,数轴上点、所表示的数分别为、4,、两点分别从、两点出发在数轴上同向移动,点移动8个单位长度,点移动4个单位长度.则移动后、两点之间的距离是______________.
5.如图,在数轴上有三个点A、B、C,请回答下列问题.
(1)A、B、C三点分别表示 、 、 ;
(2)将点B向左平移3个单位长度,点B所表示的数是 ;
(3)将点A平移个单位长度,点A所表示的数是 .
6.如图,数轴上有一点,它表示的数为,只交换数字2和3的位置,符号不变,得到一个新数,用表示.
(1)判断点在点的左侧还是右侧(说明理由),并计算两点间的距离.
(2)将点向右平移得到点,使,求点向右移动的距离.
题型二、中点问题
【模型】利用数轴中点公式,两点中点数值等于两数之和的一半,是数轴动点通用基础工具模型。
【步骤】①找出线段两端点对应数值;②代入中点公式计算;③验证结果是否在两点之间。
【易错】记错中点公式,误用两数之差计算;动点题型中忘记随时间更新中点表达式。
7.在数轴上点表示数,点表示数,点表示数3,点、点和点分别以每秒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,运动时间()为_____秒时,、、三点中恰有一点为另外两点的中点.
8.如图;在数轴上点表示数,点表示数1,点表示数7,点、、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4个单位长度和2个单位长度的速度向右运动,当点运动至中点时,______.
9.如图,数轴上点A、B所表示的数分别为、4.有P、Q两点分别从A、B两点出发同时以2个单位长度每秒的速度在数轴上同向运动,M、N分别是与的中点,当运动时间为4秒时,M、N两点之间的距离是________.
10.如图,在数轴上有三个点A、B、C,请回答问题:
(1)将A点向左移动5个单位长度,这是的点表示的数是___________;
(2)怎样移动A、B、C中的其中1个点,才能使点C恰好是线段的中点?请写出三种移动的方法.
方法一(移动A点):___________,
方法二(移动B点):___________,
方法三(移动C点):___________.
11.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,线段的长度不变.
提升·进阶突破
题型三、单动点运动问题
【模型】单个点在数轴匀速运动,用时间、速度、初始位置,构造动点位置代数式求解问题。
【步骤】①写出动点初始位置;②根据运动方向列出含的位置式子;③根据题意列方程求解。
【易错】运动方向改变符号出错;漏写时间取值范围;距离计算忘记加绝对值。
12.已知数轴上、两点分别表示数、.点从表示的点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向右运动,运动时间为秒.
(1)用含的式子表示点所表示的数;
(2)当点到点的距离等于它到点的距离时,求的值.(提示:数轴上两点的距离等于两点所表示数的差的绝对值)
13.如图,数轴上的A,B两点分别表示数a,b,满足.对于数轴上任意一点P(不与点A,点B重合),线段之间满足.
(1)求线段的长;
(2)若动点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴的正方向运动,设运动时间为t秒,当时,求t的值.
14.如图,数轴上有两点,,动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴正方向运动,设运动时间为.
(1)当时,求线段和线段的长;
(2)当时,________,________(用含有的式子表示);
(3)当时,求的值.
15.如图,数轴上点表示的数是,点表示的数是,阅读以下材料并解决相关问题.若在数轴上存在一点,使得点到点的距离与点到点的距离之和等于,则称点为点、的“n格距点”.例如:在图1中,点表示的数是,点到点的距离与点到点的距离之和为,则称点为点、的“格距点”.
(1)若点表示的数是,则的值为______;
(2)数轴上表示整数的点称为整点,若整点为点、的“格距点”,则这样的整点有______个;
(3)若点在数轴上运动,满足点到点的距离等于点到点的距离的倍,且此时点为点、的“格距点”,求点表示的数及的值.
16.已知如图,,为数轴上两点,点表示的数为,点表示的数为,点也是数轴上的点,如果点到点的距离是点到点的距离的倍,即,则可称点是的偶点,回答下列问题:
(1)当在点,之间,点表示的数为______;
(2)当为数轴上一点,点表示的数为________;
【深入思考】
(3)如图,、为数轴上两点,点表示的数为,点表示的数为,现有一个动点从点出发,以每秒个单位的速度向左运动,到达点停止,若运动时间为,求当为何值时,,,中恰有一个点为其余两点的偶点?
题型四、动线段问题
【模型】线段整体在数轴平移运动,将线段两个端点分别表示为含的式子,固定线段长度不变。
【步骤】①表示出线段两端点运动后的位置;②利用定长列式计算;③求解时间或对应位置。
【易错】混淆端点运动顺序;误把动线段当成动点,错误改变线段长度。
17.【问题情境】
如图1所示,点,在数轴上分别表示数,,且.小聪将一根木棒放置在数轴上,并将其沿数轴从左向右匀速移动.
【问题解决】
(1)和的值分别为___________,___________;
(2)若木棒完全通过点所需时间是完全通过线段所需时间的,求木棒长度;
(3)在(2)的条件下,小聪发现木棒移动至线段上某处时,恰好.受此启发,他突然理解了老师课间对他说的一段话:“当我是你现在这么大时,你还要18年才出生;当你到我现在这么大时,我已81岁了.”他画出了如图2的示意图.请你写出图2数轴上点和的实际意义,并求出小聪和老师现在的年龄.
18.如图,在数轴上,点表示,点表示8,点从原点出发,沿数轴负方向以的速度向终点运动,同时,点从点出发沿数轴负方向以的速度向终点运动,运动时间为.
(1)求的长;
(2)若,,且,求的长;
(3)直接写出点、表示的数(用含、、的式子表示);
(4)点为、之间的动点,在、运动过程中,设,,且,始终为定值,直接写出、满足的数量关系.
19.如图,数轴上,点与点对应的数分别是,将一根质地均匀的直尺放在数轴上(点在点的左边),若将直尺在数轴上水平移动,当点移动到点的位置时,点与点重合,当点移动到点的位置时,点与点重合.
(1)直尺的长为__________个单位长度;
(2)若直尺在数轴上,且满足点与点的距离等于点与点距离的倍时,求此时点对应的数;
(3)当点对应的数为时,作为起始位置,直尺以每秒个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点从点出发,以每秒个单位长度的速度也沿数轴向右运动,设运动时间为秒.
①若、、三点恰好在同一时刻重合,求的值;
②当时,、、三个点中恰好有一个点到另外两点的距离相等,若点不与点、重合,请直接写出所有满足条件的的值.
20.如图,一把长度为5个单位的直尺放置在如图所示的数轴上(点在点左侧),点、、表示的数分别是、、,若、同时满足:.
(1)______,______,_______.
(2)设直尺以2个单位/秒的速度沿数轴匀速向右移动,同时点从点出发,以个单位/秒的速度也沿数轴匀速向右移动,设运动时间为秒.
①若、、三点恰好在同一时刻重合,求的值;
②当时,、、三个点中恰好有一个点到另外两个点的距离相等,请直接写出所有满足条件的的值.
题型五、动点的规律探究问题
【模型】动点做往复、往返循环运动,无固定方程,通过列举前几次运动位置,寻找周期规律解题。
【步骤】①依次列举动点前几次位置;②找出循环周期;③用除法求余数判断最终位置。
【易错】周期找错、余数理解错误;遗漏初始位置,列举规律不完整。
21.如图,在数轴上,点表示的数是,现将点做如下移动:第次将点向左移动个单位长度至点,第次将点向右移动个单位长度至点,第次将点向左移动个单位长度至点,.按照这种移动方式进行下去,点表示的数是( )
A. B. C. D.
22.如图,正方形的边长为1,在正方形的4个顶点处标上字母A,B,C,D,先让正方形上的顶点A与数轴上的数所对应的点重合,再让正方形沿着数轴按顺时针方向滚动,那么数轴上的数2026将与正方形上的哪个字母重合( )
A.字母A B.字母B C.字母C D.字母D
23.如图所示,圆的周长为个单位长度,在圆的等分点处标上字母,先将圆周上的字母对应的点与数轴的数字所对应的点重合,若将圆沿着数轴向左滚动.那么数轴上的所对应的点将与圆周上字母_______________所对应的点重合.
24.如图,长方形的边在数轴上,点、对应的数分别为和,且边.若长方形沿数轴正方向在数轴上顺时针翻滚,每次翻滚,第1次绕着点顺时针翻滚后,点落在数轴上,对应的数为;第次绕点顺时针翻滚;继续翻滚,则翻滚次后,此时贴着数轴的那条边,其右端点对应的数是______.
25.某智能巡检机器人沿一条笔直轨道(将轨道画成如图所示的数轴)执行巡检任务,机器人从点O出发,第1次向右移动1个单位长度,第2次向左移动2个单位长度,第3次向右移动3个单位长度,第4次向左移动4个单位长度…依此移动,机器人每秒移动2个单位长度.轨道上有一处故障点A,点A在点O的左侧,且与点O的距离为4个单位长度,则机器人在出发后______秒能第一次到达故障点.
26.已知,等边三角形(三条边都相等的三角形)在数轴上的位置如图所示.
(1)将三角形从如图所示的位置沿数轴向左滚动一圈(滚动一圈指线段再次落在数轴上),点表示的数是________;
(2)将三角形从如图所示的位置沿数轴向右滚动,则数2026对应的点与点________重合;
(3)将三角形从如图所示的位置沿数轴滚动,向右滚动的圈数记为正数,向左滚动的圈数记为负数,依次运动情况记录如下:2,,,,.
①第________次滚动后,点A离原点最远;
②当三角形结束滚动时,点表示的数是多少?
拔高·压轴破难
题型六、双动点运动问题
【模型】两个点同时不同速、不同向运动,用含式子表示两点位置,结合相距、相遇条件列方程。
【步骤】①分别表示两点运动位置;②根据相遇、相距列绝对值方程;③分类讨论求解时间。
【易错】忽略先后、双向运动差异;相距问题不分类,漏解、多解;忘记取舍时间。
27.如图,已知数轴上原点为,点表示的数为,点在点的右侧,且线段的长为.动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向正半轴运动,同时动点从点出发,以每秒个单位长度的速度沿数轴向负半轴运动,设运动时间为秒.
(1)求点表示的数;
(2)求当为何值时,.
28.数轴上依次有A,B,C三个点,对应的数分别为a,b,c.已知点A表示的数是,,.点P以每秒3个单位的速度从点A出发沿数轴向右运动,同时,点Q以每秒2个单位的速度从点C出发沿数轴向左运动,当点Q到达点A时,P、Q两点同时停止运动.设运动时间为.
(1)直接写出b,c的值:_________,_________;
(2)若点K是线段AP的中点,当t为何值时,;
(3)若数轴上另外两个动点M,N分别随着P,Q一起运动,且始终保持,(点M在点P右边,点N在点Q左边),当点P运动到C点时,线段立即以原速度的倍返回向左运动,在整个运动过程中,是否存在使和两条线段重叠部分为的三分之一的情况,若存在,请求出t的值.若不存在,请说明理由.
29.如图,已知数轴上点表示的数为,是数轴上在原点左侧的一点,且两点间的距离为,动点P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)点运动到线段的中点时,它所表示的数是______.
(2)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.点在数轴上表示的数为,动点同时出发.
①当点运动多少秒时,点追上点?
②动点运动到点时则立即返回以原速度向点运动,动点返回到点时动点两点同时停止运动,则点运动多少秒时,点与点间的距离为个单位长度?
30.如图所示,在数轴上点表示的数分别为,1,6,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为,点与点之间的距离表示为.
(1)则___________;
(2)若点在数轴上运动,点以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时,点以每秒2个单位长度向右运动.请问:运动秒后,点与点之间的距离为多少?(用含的代数式表示)
(3)若点以每秒3个单位长度的速度向左运动,同时,点与点分别以每秒1个单位长度和每秒2个单位长度的速度向右运动.请问:随着运动时间的变化,当秒时,试推出之间的数量关系.
31.如图,已知数轴上点A表示的数为6,B是数轴上在A左侧的一点,且A,B两点间的距离为10.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,设运动时间为秒.
(1)数轴上点B表示的数是________,点P表示的数是________(用含t的代数式表示).
(2)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,若点P,Q同时出发,求:
①点Q表示的数是________(用含t的代数式表示).
②当点P运动多少秒时,点P与点Q重合?
③若点P与点Q之间的距离用表示,点B与点Q之间的距离用表示,当时,求出点P运动的时间.
题型七、定值不变问题
【模型】动点运动过程中,线段和、差、中点距离等代数式结果不受时间影响,始终为固定数值。
【步骤】①列出运动后的动态代数式;②化简消去时间;③得出恒定定值。
【易错】化简不彻底,误判变量为定值;未验证任意时刻均成立,以偏概全。
32.如图,已知直线上有两条可以左右移动的线段:,,且,满足,点,分别为,中点.
(1)求线段,的长;
(2)线段以每秒个单位长度向右运动,同时线段以每秒个单位长度也向右运动.若运动秒后,,求此时线段的长;
(3)若,将线段固定不动,线段以每秒个单位长度向左运动,在线段向左运动的某一个时间段内,是否存在的值为定值?如果存在,请求出这个定值,并求出在哪一个时间段内;如果不存在,请说明理由.
33.如图1,已知数轴上点A表示的数为6,点B在点A左边,且.动点P从点A出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t()秒.
(1)数轴上点B表示的数是 ,点P表示的数是 (用含t的式子表示).
(2)动点Q从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点P,Q同时出发,则点P运动多少秒时与点Q相距4个单位长度?并求出此时点P表示的数.
(3)若点P,Q以(2)中的速度同时分别从点A,B向右运动,同时点R从原点O以每秒4个单位长度的速度向右运动,是否存在常数m,使得为定值?若存在,请求出m的值以及这个定值;若不存在,请说明理由.
34.若数轴上存在两动点,当第一次相遇后,速度都变为原来的两倍,第二次相遇后又都能恢复到原来的速度,则称这条数轴为魔幻数轴.
如图,已知一魔幻数轴上有,,三点,其中,对应的数分别为,,为47个单位长度,,分别从,两点同时出发,沿数轴正方向同向而行,的速度为3个单位/秒,的速度为1个单位/秒,设运动时间为秒,到达点后以当时的速度立即返回(掉头时间不计),当回到点时,、同时停止运动.
(1)点对应的数为______,出发______秒后追上(即第一次相遇);
(2)当到达点立即返回后第二次与相遇时,______,相遇点在数轴上表示的数是______;
(3),运动过程中是否存在某段时间内为定值?若能,求出该定值并写出对应的的取值范围,若不能,请说明理由.
35.在数轴上点表示的数为,点表示的数为,点到点的距离记为.我们规定:的大小用位于右边的点表示的数减去左边的点表示的数表示,即.请用上面的知识解答下面的问题:在数轴上点表示数,点表示数,点表示数,是最小的正整数,且满足.
(1)求出的值.
(2)若将数轴折叠,使得点与点重合,则点与表示数____________的点重合;若此数轴上、两点之间的距离为2025(在的左侧),且当点与点重合时,点与点也恰好重合,则点表示的数是____________.
(3)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,点从出发以每秒1个单位长度的速度运动,假设秒钟过后,请问:是否存在常数,使的值为定值?若存在,求的值,若不存在,请说明理由.
36.数轴原点为O,A,B是数轴上的两点,点A对应的数是a,点B对应的数是b,且a,b满足,动点M,N同时从A,B出发,分别以1个单位/秒和3个单位/秒的速度沿着数轴正方向运动,设运动时间为t秒.
(1)A,B两点间的距离是______;动点M对应的数是______(用含t的代数式表示).
(2)几秒后,线段与线段恰好满足?
(3)若M,N开始运动的同时,R从出发以2个单位/秒的速度沿着数轴正方向运动,当R与M不重合时,求与之间的数量关系.
37.给出如下定义:对于数轴上两点M,N和常数d,如果在数轴上存在点P,使得,那么称点P是M,N的“d关联点”.例如:点M表示的数为0,点N表示的数为2,,当点P表示的数为3时,,所以称点P是M,N的“4关联点”
(1)点M表示的数为1.
①点N表示的数为2,P是M,N的“3关联点”.则点P表示的数是_______(直接写出结果);
②点P表示的数为,且是M,N的“10关联点”,求点N表示的数;
(2)数轴上点A表示的数为,点B表示的数为,点C表示的数为2,数轴正半轴上的点D是B,C的“12关联点”.若线段以2个单位长度/秒的速度向左匀速运动,同时线段以3个单位长度/秒的速度向左匀速运动.当线段完全运动到线段上(不与A,B两点重合)时开始计时,设运动时间为t秒.
①运动t秒后,点B恰是C,D的“4关联点”,求t的值;
②点P是A,B的“8关联点”,Q为的中点,若存在有理数n使为定值,请直接写出符合条件的n的值为_______.
题型八、新定义问题
【模型】题目给出数轴动点全新定义、新运算,抛弃固有思路,严格按题目新规则转化列式求解。
【步骤】①读懂并拆解新定义规则;②结合动点位置列式;③按新运算化简求解。
【易错】套用旧知识点解题,违背新定义;理解题意偏差,列式完全出错。
38.【概念理解】定义:在数轴上,我们称数轴上某点到定点(点表示的数为6)的距离为该点的“绝对坐标”,记作(其中是点表示的数).如:数轴上有一点表示的数为8,则
【问题情境】如图,数轴上点表示的数是,点表示的数是6,点表示的数是16,动点从点出发,以每秒3个单位长度的速度向点运动,到达点后立即以同样的速度向点运动;动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度向点运动.,两点同时出发,设运动的时间为秒,当点到点时停止运动,点也随之停止.
【初步探究】(1)根据定义,_____,_____.
【深入思考】(2)在运动过程中,是否存在某一时刻,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【综合探究】(3)我们发现,在,两点运动的过程中的某个阶段,的值是个定值,则定值为_____.
39.定义:为数轴上三点,当点在线段上时,若点到点的距离是点到点的距离倍,我们称点是的美好点.例如:如图①,点表示数,点表示数,点表示数,点表示数.点到点的距离是,到点的距离是,那么点是的美好点;又如,点到点的距离是,到点的距离是,那么点就不是的美好点,但点是的美好点.
如图②,为数轴上两点,点表示数,点表示数.
()①求的美好点表示的数为__________.
②求的美好点表示的数为_____________.
()数轴上有一个动点从点出发,沿数轴以每秒个单位长度的速度向右运动.设点运动的时间为秒,当点和中恰有一个点为其余两点的美好点时,求的值.
40.【数学概念】如图,A、B为数轴上不重合的两个点,P为数轴上任意一点,我们比较线段和的长度,将较短线段的长度定义为点P到线段的“靠近距离”.特别地,若线段和的长度相等,则将线段或的长度定义为点P到线段的“靠近距离”.
【概念理解】如图①,点A表示的数是,点B表示的数是2.
(1)若点P表示的数是,则点P到线段的“靠近距离”为 ;
(2)若点P表示的数是m,点P到线段的“靠近距离”为3,则m的值为 .(写出所有结果);
【概念应用】
(3)如图②,在数轴上,点P表示的数是,点A表示的数是,点B表示的数是2.点P以每秒2个单位长度的速度沿数轴向右运动,同时点B以每秒1个单位长度的速度沿数轴向右运动.设运动的时间为t秒,当点P到线段的“靠近距离”为2时,求t的值.
41.定义:若数轴上有两个点位于一点两侧,且到该点的距离相等,则称这两个点是关于该点的“联盟点”.
【初步感知】
(1)在数轴上,若点B表示的数是5,点M表示的数是3,点A与点B是关于点M的“联盟点”,则点A表示的数是_______;
(2)在数轴上,若点A表示的数是a,点B表示的数是b,点M表示的数是m,点A与点B是关于点M的“联盟点”,则a,b,m满足的数量关系是______;
【问题探究】
如图1,点O为原点,点M表示的数是3,如果点C所表示的数是,点C关于O点的“联盟点”是点D,点C关于点M的“联盟点”是点E,求线段DE的长度;
【拓展延伸】
如图2,点F表示的数是1,点P,Q分别从数轴上表示的数是3和的点出发向右匀速运动,点P的速度是1个单位长度/秒,点Q的速度是k个单位长度/秒,设运动时间为t秒.点F关于点P的联盟点为点G,点G关于点Q的联盟点为点H,是否存在一个k值,使得FH为定值.若存在,请求出k的值;若不存在,请说明理由.
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