浙教版数学七上考点突破训练:数轴的左右跳跃、双动点、折线、动态定值模型
一、数轴的左右跳跃模型
1.如图,A点的初始位置在数轴上表示1的点上,先对A做如下移动:第一次向右移动3个单位长度到达点B,第二次从B点出发向左移动6个单位长度到达点 C,第三次从C点出发向右移动9个单位长度到达点D,第四次从D点出发向左移动12个单位长度到达点E,………以此类推,按照以上规律第( )次移动到的点到原点的距离为20.
A.7 B.10 C.14 D.19
2.(2024七上·岳池期末)如图,在数轴上,点A表示1,现将点A沿数轴做如下移动:第1次将点A向左移动3个单位长度到达点,第2次将点向右平移6个单位长度到达点,第3次将点向左移动9个单位长度到达点,…,按照这种规律移动下去,至少移动 次后该点到原点O的距离不小于41.
3.一个机器人从数轴原点出发,沿数轴正方向,以每前进3步后退2步的程序运动,设该机器人每秒钟前进或后退1步,并且每步的距离为1个单位长度, 表示第 n秒时机器人在数轴上的位置所对应的数.给出下列结论:①;②1;③;④.其中,正确结论的序号是 .
4.(2023七上·巴彦月考)如图,已知:a、b分别是数轴上两点A、B所表示的有理数,满足|a+20|+(b+8)2=0.
(1)求A、B两点相距多少个单位长度?
(2)若C点在数轴上,C点到B点的距离是C点到A点距离的,求C点表示的数;
(3)点P从A点出发,先向左移动一个单位长度,再向右移动2个单位长度,再向左移动3个单位长度,再向右移动4个单位长度,如此下去,依次操作2023次后,求P点表示的数.
5.(2023七上·乐清月考)如图,将一辆小车放在数轴(单位长度为1cm)上,小车左端与数轴上的点A重合,右端与数轴上的点B重合.其中点A,点B表示的数分别为a,b.
(1)若将小车沿数轴向右水平移动,则当它的左端移动到点B时,它的右端在数轴上所对应的数为27;若将小车沿数轴向左水平移动,则当它的右端移动到点A时,它的左端在数轴上所对应的数为6,由此可得a= ,b= .
(2)若P为数轴上一动点,其对应的数为x,若|x+a|+|x﹣b|=42,则x的值为 .
(3)动点P从点A出发向右以每秒1个单位的速度匀速运动,同时另一动点Q恰好从B点出发,以3个单位/秒的速度也向左运动,请问:经过多少时间时,PQ的距离为5个单位长度?
二、数轴的双动点模型
6.(2024七上·鹿寨期末)如图,在数轴上,点A,B分别表示﹣15,9,点P,Q分别从点A,B同时开始沿数轴正方向运动,点P的速度是每秒3个单位,点Q的速度是每秒1个单位,运动时间为t秒,在运动过程中,当点P,点Q和原点O这三点中的一点恰好是另外两点为端点的线段的中点时,则满足条件整数t的值( )
A.22 B.33 C.44 D.55
7.(2024七上·涪城期末) 如图,在数轴上,点,点表示的数分别是,点以个单位秒的速度从出发沿数轴向右运动,同时点以个单位秒的速度从点出发沿数轴在,之间往返运动当点到达点时,点表示的数是 .
8.(2023七上·无为月考)如图,点和点在数轴上,点在原点的左侧,点在原点的右侧,点表示的数是6,用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离,用表示点和点之间的距离,且.动点从点出发以每秒4个单位长度的速度沿数轴负方向运动,同时动点从原点出发以每秒1个单位长度的速度沿数轴负方向运动;当动点到达点时,,两点同时停止运动.设点的运动时间为秒,用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离.
(1)当点在点的右侧且时, .
(2)当点在点的左侧且时, .
9.已知a、b为常数,且关于x、y的多项式-3) 的值与字母x取值无关,其中a、b分别为点A、点B在数轴上表示的数,如图所示. 动点E、F分别从A、B同时开始运动,点E以每秒6个单位向左运动,点F以每秒2个单位向右运动,设运动时间为t秒.
(1)求a、b的值;
(2)请用含t的代数式表示点E在数轴上对应的数为: ,点F在数轴上对应的数为: .
(3)当E、F相遇后,点E继续保持向左运动,点F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E、F之间的距离为2个单位时,求运动时间t的值(不必写过程) .
三、数轴的折线模型
10.(2023七上·金华月考)数轴上A,B两点表示的数分别为-6 ,5,点C是线段AB上的一个动点,以点C为折点,将数轴向左对折,点B的对应点落在数轴上的B'处,若B'A=1,则点C表示的数是 .
11.(2024七下·冷水滩期末)一条数轴上有点A、B、C(图①),其中点A、C表示的数分别是-14、6,现以点B为点,将数轴向右对折,若点A对应的点M落在点B的右边、点C的左边,并且C、M两点的距离是6(图②),则点B表示的数是( )
A.-6 B.-7 C.-5 D.0
12.如下图,数轴上,点A表示的数为-7,点B表示的数为-1,点C表示的数为9,点D表示的数为13,在点B和点C处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点A和点D在数轴上相距20个长度单位,动点P从点A出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点Q从点D出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线BA和射线CD上的运动速度相同均为2个单位/秒,“上坡路段”从B到 C速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从C到 B速度变为“水平路线”速度的2倍. 设运动的时间为t秒,问:
(1)动点Q从点C运动到点B需要的时间为 秒;
(2)动点P从点A 运动至 D点需要的时间为多少秒
(3)当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,求出动点P在数轴上所对应的数.
13.(2024七上·南浔期末)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“折线数轴”.
探索“折线数轴”
素材1 如图,将一条数轴在原点O,点B,点C处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示-9,点B表示12,点C表示24,点D表示36,我们称点A与点D在数轴上的“友好距离”为45个单位长度,并表示为.
素材2 动点P从点A出发,以2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O与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点B与点C之间时速度变为初始速度的两倍.经过点C后立刻恢复初始速度.
问题解决
(1)探索1 动点P从点A运动至点B需要多少时间?
(2)探索2 动点P从点A出发,运动t秒至点B和点C之间时,求点P表示的数(用含t的代数式表示);
(3)探索3 动点P从点A出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点P运动的时间.
四、数轴的动态定值(无参型)模型
14.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AB=6,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,在点P的运动过程中,M,N始终为AP,BP的中点,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,t=3;③BP=2时,; ④在点 P的运动过程中,线段MN的长度不变.
A.①③④ B.②③④ C.②③ D.②④
15.已知a、b满足 ,且有理数a、b、c在数轴上对应的点分别为A、B、C.
(1)则a= ,b= ,c= .
(2)点D是数轴上A点右侧一动点,点E、点F分别为CD、AD中点,当点D运动时,线段EF的长度是否发生变化,若变化,请说明理由,若不变,请求出其值;
(3)若点A、B、C在数轴上运动,其中点C以每秒1个单位的速度向左运动,同时点A和点B分别以每秒3个单位和每秒2个单位的速度向右运动·请问:是否存在一个常数m使得m·AB-2BC不随运动时间t的改变而改变·若存在,请求出m和这个不变化的值;若不存在,请说明理由.
16.如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为-20、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0(2)小杨同学发现:当0(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 请直接写答案.
17.数形结合是数学解题中的一种重要思想,利用数轴可以将数与形完美结合.一般地,数轴上越往右边的点表示的数越大,例如:若数轴上点M表示数m,则点M向右移动n个单位到达的点N表示的数为m+n,若点M向左移动n个单位到达的点表示的数为m-n.如图1,已知数轴上点A表示的数为10,点B与点A距离18个单位,且在点A的左边,动点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t(t>0)秒.
(1)数轴上点B表示的数为 ,点P表示的数为 . (用含t的式子表示) ;
(2)动点Q从点B出发,以每秒3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.
①求点P运动多少秒追上点Q ②求点 P运动多少秒时与点Q相距6个单位 并求出此时点P表示的数;
(3)如图2,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个单位的速度向右运动,是否存在常数m,使得QR-OP+mOR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. (其中QR 表示数轴上点Q与点R之间的距离,OP 表示数轴上点O与点P的距离,OR表示数轴上点O与点R的距离. )
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【解答】解:第1次点A向右移动3个单位长度至点B,则B表示的数,
第2次从点B向左移动6个单位长度至点 C,则C表示的数为1+3-6=1+3-3×2=-2;
第3次从点C向右移动9个单位长度至点D,则D表示的数为1+3-6+9=1+3-3×2+3×3=7;
第4次从点D向左移动12个单位长度至点E,则E表示的数为1+3-6+9-12=1+3-3×2+3×3-3×4=-5;
第5次移动后表示的数为-5+15=10;
第6次移动后表示的数为10-18=-8;
…;
∴第n次移动后表示的数是 .
∵
∴n为偶数时,向左平移,,
令,
解得:n=14.
n为奇数时,向右平移,,
令,
解得:.(非整数,舍去)
故答案为:C.
【分析】根据前6次移动后到达的点表示的数,总结得规律:第n次以后后得到的数表示为,则n为偶数时,向左平移,,n为奇数时,向右平移,,分别令,根据平移方向确定的正负,再求解方程即可.
2.【答案】27
【知识点】探索数与式的规律;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【解答】∵第一次点A向左移动3个单位长度至点A1,则A1表示的数为:1-3=-2;
第2次从点A1向右移动6个单位长度至点A2,则A2表示的数为:-2+6=4;
第3次从点A2向左移动9个单位长度至点A3,则A3表示的数为:4-9=-5;
第4次从点A3向右移动12个单位长度至点A4,则A4表示的数为:-5+12=7;
第5次从点A4向左移动15个单位长度至点A5,则A5表示的数为:7-15=-8;
第6次从点A5向左移动18个单位长度至点A6,则A6表示的数为:-8+18=10;
∴则A7表示的数为-8-3=-11,
A9表示的数为:-11-3=-14,
A11表示的数为:-14-3=-17,
A13表示的数为:-17-3=-20,
A15表示的数为:-20-3=-23,
A17表示的数为:-23-3=-26,
A19表示的数为:-26-3=-29,
A21表示的数为:-29-3=-32,
A23表示的数为:-32-3=-35,
A25表示的数为:-35-3=-38,
A27表示的数为:-38-3=-41,
∴至少移动27次后该点到原点的距离不小于41,
故答案为:27.
【分析】先根据题干中的计算方法及在数轴上表示方法找出规律:序号为奇数的点在点A的左边,各点所表示的数依次减少3,序号为偶数的点在点A的右侧,各点所表示的数依次增加3,再求解即可.
3.【答案】①②④
【知识点】有理数在数轴上的表示;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【解答】根据题意可知: ,
由上列举知①②正确,符合题意;
由题意可知,每五个数中前三步前进,后两步后退;即前三个数增加,后两两个数减小;且每个循环中第1个数与第5个数相同,第2个数与第4个数相同;
第5个数是1,第10个数是2,第15个数是3,...
∴第m个循环中最后一个数为:
108÷5=21...3,
∴第21个循环中最后一个数为,
∴,,
∴,
∴,故③错误,不合题意;
2020÷5=404,
∴,
,
∴,故④正确. 符合题意.
故答案为:①②④.
【分析】根据题意可得: ,从而可发现规律:每五步中中前三步前进,后两步后退;即每5个数中前三个数增加,后两两个数减小;且每个循环中第1个数与第5个数相同,第2个数与第4个数相同;可推得第m个循环中最后一个数为: 据此对每个选项进行计算并判断即可.
4.【答案】(1)解:∵|a+20|+(b+8)2=0,
又∵|a+20|≥0,(b+8)2≥0,
∴|a+20|=0,(b+8)2=0,
∴a=﹣20,b=﹣8,
∴A、B两点相距﹣8﹣(﹣20)=12.
答:A、B两点相距12个单位长度.
(2)解:①若C点在B点的右侧,则,
所以,
所以点C表示的数为﹣8+6=﹣2;
②若C点在A,B点之间,则.
所以.
所以点C表示的数为﹣8﹣3=﹣11;
综上,C点表示的数为﹣2或﹣11.
(3)解:﹣20﹣1+2﹣3+4﹣5+6﹣7+ ﹣2021+2022﹣2023
=﹣20+(﹣1+2)+(﹣3+4)+...+(﹣2021+2022)﹣2023
=﹣20+1011﹣2023
=﹣1032
答:P点表示的数为﹣1032.
【知识点】有理数的加、减混合运算;数轴上两点之间的距离;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【分析】(1)先根据 |a+20|+(b+8)2=0 ,求出a、b的值,继而知道A、B所表示的数,即可求出A、B两点距离;
(2)由(1)可知A、B两点相距12个单位长度,分情况讨论:若C点在B点的右侧和C点在A,B点之间,然后利用条件“C点到B点的距离是C点到A点距离的 ”,列出关系式,即可求出两种情况下C点表示的数 ;
(3)通过P点移动规律,分析每次移动后所表示的数,即可发现规律,可列出算式进行计算即可.
5.【答案】(1)13;20
(2)﹣17.5或24.5
(3)∵动点P从点A出发向右以每秒1个单位的速度匀速运动,同时另一动点Q恰好从B点出发,以3个单位/秒的速度也向左运动,
∴经过ts时,P、Q表示的数分别为:13+t,20﹣3t,
当PQ=5时,则|20-3t-13-t|=5,即|7-4t|=5,
解得:t=0.5或t=3,
答:经过0.5s或3s时间时,PQ的距离为5个单位长度.
【知识点】解含绝对值符号的一元一次方程;有理数在数轴上的表示;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型);数轴的线段和差且含参模型
【解析】【解答】解:(1)由题意得:
∴B点由27向左移7个单位得到,
∴
∵A点由27向左移14个单位得到,
∴
故答案为:13,20.
(2)∵
∴
当时,原式=
∴
当时,原式=
∴
故答案为:﹣17.5或24.5.
【分析】(1)由题意得:进而结合题意即可求出a和b的值;
(2)结合(1)知原式为然后进行分类讨论即可求解;
(3)经过ts时,由题意知:P、Q表示的数分别为:13+t,20﹣3t,据此列出方程即可求解.
6.【答案】B
【知识点】一元一次方程的其他应用;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:由题知,P点对应的数为:-15+3t,Q点对应的数为:9+t,
当O为PQ中点时,
根据题意得:15-3t=9+t,
解得:;
当P是OQ的中点时,
根据题意得:2(3t-15)=9+t,
解得:;
当Q是OP的中点时,
根据题意得:2(9+t)=3t-15,
解得:t=33,
故答案为:B.
【分析】分O是PQ中点、P是OQ中点、Q是OP中点三种情况分别列出方程,求解即可.
7.【答案】1
【知识点】一元一次方程的其他应用;数轴上两点之间的距离;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:点到达点所需时间为(秒,
设当点到达点时,点表示的数是,
由题意得,
解得,
当点到达点时,点表示的数是1.
故答案为:1
【分析】先根据数轴求出点到达点所需时间,设当点到达点时,点表示的数是,进而根据数轴上两点间的距离结合题意即可列出一元一次方程,从而即可求解。
8.【答案】(1)
(2)
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:(1) 当点在点的右侧时,则OQ=t,OP=OB-PB=6-4t,
∵,
∴t=6-4t,解得:t=.
故答案为:.
(2) 当点在点的左侧时,则OQ=t,OP=PB-OB=4t-6,
∵,
∴4t-6=t,解得t=.
故答案为:.
【分析】(1)当点在点的右侧时,可得OQ=t,OP=OB-PB=6-4t,根据建立方程并解之即可;
(2)当点在点的左侧时,可得OQ=t,OP=PB-OB=4t-6,根据建立方程并解之即可.
9.【答案】(1)解:∵关于x、y的多项式的值与字母x取值无关,
∴)
∴﹣20﹣b=0或a﹣12=0,
解得:b=﹣20,a=12;
(2)12-6r;-20+2t
(3)运动时间为秒或秒秒或秒.
【知识点】多项式的项、系数与次数;数轴上两点之间的距离;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:(2)∵a=12,b=﹣20,由题意得点A对应的数为12,点B对应的数为-20.
∴设运动时间为t秒时,由题意:
点E在数轴上对应的数为:12-6t,点F在数轴上对应的数为:-20+2t,
故答案为:12-6t,-20+2t;
(3)设运动时间为t秒时,E、F之间的距离为2个单位时.
相遇前两点相距2个单位:
解得:
E、F相遇的时间为:(20+12)÷(2+6)=4(秒),
故相遇点表示的数为:
相遇后:
点F在原地停留4秒时,点E向左移动的距离为:6×4=24,
故点F在原地停留4秒的过程中,两地相距2个单位:6(t-4) =2,
解得:
点F开始向左移动后,点E在数轴上对应的数为:12-6t,
点F在数轴上对应的数为:-12-5×2(t-4-4) =68-10t.
当E在F左侧时,68-10t- (12-6t) =2,
解得:
当E在F右侧时,12-6t- (68-10t) =2,
解得:
答:当E、F之间的距离为2个单位时,运动时间为秒或秒秒或秒.
【分析】(1)把a,b当做参数整理多项式,根据题意,多项式的值与字母x无关,可得含x的项的系数为0,据此可确定a,b的值;
(2)先确定点A和B对应的数,再根据点的运动方向和速度确定t秒时点E,F表示的数即可;移动方向:向左减,向右加;
(3)分相遇前和相遇后两种情况,以及相遇后F原地停留的4秒内和F原点停留4秒后开始运动时FE=2,分别表示出t秒时,F,E对应的数字,利用FE=2得关于t的方程,并求解即可.
10.【答案】0或-1
【知识点】数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:由题知数轴上A,B 两点表示的数分别为-6 ,5,B’A=1,设点C表示的数为x.
①.当点B’落在点A的左侧时,如图所示:
CB=CB’=CA+AB’
5-x=x-(-6)+1
解得x=-1.
②.当点B’落在点A的右侧时,如图所示:
CB=CB’=CA-B’A
5-x=x-(-6)-1
解得x=0.
故答案为0或-1.
【分析】设点C表示的数为x,再分两种情况:①当点B’在点A的左侧时,②当点B’在点A的右侧时,分别列出方程求解即可,
11.【答案】B
【知识点】一元一次方程的其他应用;数轴上两点之间的距离
【解析】【解答】解:AC=6-(-14)=20,
由折叠的性质可得:AB=BM,设,
则,
解得,
则,
点表示的数是:,
故答案为:B
【分析】根据折叠的性质,可设AM=BM=x,根据AB+BM+MC=AC列方程,进而求解即可.
12.【答案】(1)2.5
(2)解:根据题意知:
AB=|-7-(-1)|=6(个单位),BC=1-(-9)=10(个单位),CD=13-9=4(个单位),
∵“水平路线”速度是2个单位/秒,从B到C速度变为“水平路线”速度的一半,
∴动点P从点A运动至D点需要的时间为
(秒);
(3)设运动时间为t秒,
①当0≤t≤2,即P在AB上,Q在CD上,
显然P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度不会相等;
②当2P表示的数是-7+2r,Q表示的数是9-4(t-2),
∴0-(-7+2t)=9-4(t-2)-0,
解得 t=5,此时P已不在AB上,不符合题意,这种情况不存在;
③当3P表示的数是 Q表示的数是9-4(t-2)=17-4t,
∴|t-4|=|17-4t|,
解得或
∴P表示的数是 或
④当4.5P表示的数是t-4,Q表示的数是-1-2(t-4.5)=8-2t,
∴t-4-0=0-(8-2t),
解得 t=4(不合题意,舍去),
综上所述,当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,动点P在数轴上所对应的数是 或
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:(1)∵点B表示的数为-1,点C表示的数为9,
∴BC=1-(-9)=10(个单位),
∵“下坡路段”从C到B速度变为“水平路线”速度的2倍,“水平路线”速度是2个单位/秒,
∴“下坡路段”速度是4个单位/秒,
∴动点Q从点C运动到点B需要的时间为10÷4=2.5(秒);
故答案为:2.5.
【分析】 (1) 利用数轴右边的数-数轴左边的数即可得BC的长,用BC的长÷下坡路的速度即得所需时间;
(2)分别计算出AB,BC和CD的长,再分别计算走各段的速度,即可得到结论;
(3)设运动时间为t秒,分四种情况:①当0≤t≤2,即P在AB上,Q在CD上;②当213.【答案】(1)解:∵点A表示-9,点B表示12,∴OA=9,OB=12.
∵P在AO段初始速度为2个单位长度/秒,P在OB段速度为初始速度的一半.
∴P在OB段速度为1个单位长度/秒,
∴P从点A运动至点B的时间为:秒.
(2)解:∵P的初始速度为2个单位长度/秒,P在BC段速度为初始速度的两倍
∴P在BC段速度为4个单位长度/秒.
由探索1可得:P在BC段运动时间为:(t-16.5)秒.
∴BP=4(t-16.5)=4t-66.
∵点B表示12,∴P表示的数为:12+(4t-66)=4t-54
(3)解:方法一:设t秒后.
①当P在BO上时
∵,∴PB+(PB+BC)=16.
∵BC=12,∴PB=2.
∴PO=10,∴t=4.5+10=14.5秒.
②当P在CD上时
∵,∴(PC+BC)+PC=16.
∵BC=12,∴PC=2,∴t=4.5+12+3+1=20.5秒.
方法二:设t秒后.
①当P在BO上时P表示的数为:t-4.5.
∵,∴PB+(PB+BC)=16.
∴12-(t-4.5)+24-(t-4.5)=16,解得:t=14.5秒.
②当P在CD上时P表示的数为:24+2(t-19.5)=2t-15.
∵,∴(PC+BC)+PC=16,
∴(2t-15)-12+(2t-15)-24=16.解得:t=20.5秒.
综上所述,动点P运动的时间是14.5秒或20.5秒.
【知识点】数轴的折线(双动点)模型
【解析】【分析】(1)根据路程÷速度=时间计算即可.
(2)先分析点P在各段的速度,再根据路程÷速度=时间计算即可.
(3)分当P在CD上时和当P在CD上时,两种情况进行讨论即可.
14.【答案】D
【知识点】数轴上两点之间的距离;数轴的的中点与n等分点模型;数轴的动态定值(无参型)模型
【解析】【解答】解:设点B对应的数是x,
∵点A对应的数为4,且AB=6,
∴4-x=6,
∴x=-2.
∴点B对应的数是﹣2,故①错误;
由题意得: (秒) ,
∴点P到达点B时,t=3,故②正确;
∵ 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,
∴点p的位置可以分两种情况:
当点P在点B的右侧,
∵AB=6,BP=2,
∴AP=AB-BP=6-2=4,
∴4÷2=2(秒) ,
时,t=2;
当点P在点 B的左侧,
(秒) ,
时,
综上所述, 时,t=2或4,故③错误;
由③得,点P的位置分两种情况:
当点P在点B的右侧,
∵M,N分别为AP,BP的中点,
∴;
当点P在点B的左侧,
∵M,N分别为AP,BP的中点,
∴
∴在点P的运动过程中,线段MN的长度不变,故④正确.
所以,上列结论中正确的是②④.
故选:D.
【分析】设点B对应的数是x,利用AB=6的4-x=6可得点B表示数,可判断①;用AB÷2,可判断②;分点P在点B的右侧和点P在点B的左侧两种情况,通过BP计算AP,再利用“路程÷速度”计算时间,可判断③;最后分点P在点B的右侧和点P在点B的左侧两种情况,表示MN,可判断④.
15.【答案】(1)2;-3;-5
(2)解:如图,由(1)得|AC|=|2-(-5)|=7,
当点D运动时,线段EF的长度不发生变化,理由如下:
∵点E、点F分别为CD、AD中点,
∴当点 D运动时,线段EF的长度不发生变化,其值为3.5;
(3)解:假设存在常数m使得m·AB-2BC不随运动时间t的改变而改变.
∵t秒时,点A运动到2+3t,点B运动到-3+2t,点C运动到-5-t,
∴AB=5+t,2BC=4+6t.
∴m·AB-2BC=m(5+t)-(4+6t)=5m+mt-4-6t=5m-4+(m-6)t
∵m·AB-2BC与t的值无关,
∴m-6=0,
解得:m=6,
所以存在常数m,m=6,
使为定值.
即m=6时,m·AB-2BC不随运动时间t的改变而改变.
【知识点】偶次方的非负性;绝对值的非负性;一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的线段和差且含参模型
【解析】【解答】 (1)解:∵a、b满足,
∴a-2=0且 ab+6=0.
解得a=2,b=-3.
∴c=2a+3b=-5.
故答案为:2; -3; -5
【分析】 (1)由,和偶次方以及绝对值的非负性得a=2,b=-3,即可计算c的值;
(2)由(1)得AC=7,根据线段中点定义得利用线段的和差表示出EF,即可得到结论;
(3)表示出t秒时点A,B,C运动到的位置,即可得AB和2BC的值,作差得m·AB-2BC=5m-4+(m-6)t,根据结果与t无关,可得m-6=0,即可得m的取值以及m·AB-2BC的定值.
16.【答案】(1)-2t
(2)解:2MB-N4为定值,定值为60,理由如下:
0则;.,
故2MB-NA为定值,定值为60.
(3)t=1s或19s时,MN两个小球间距离为6.
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的动态定值(无参型)模型;数轴的动点往返运动模型
【解析】【解答】解:(1)点M碰到挡板所需时间为
∴0故答案为:-2t.
(3)①0令MN=6t=1,
则t=1;
②10令MN=120-6t=6,
则t=19.
故t=1s或19s时,MN两个小球间距离为6.
故答案为:故t=1s或19s时,MN两个小球间距离为6.
【分析】(1)计算得 0(2)计算得 0(3)分017.【答案】(1)-8;10-5t
(2)解:①根据题意得:5t-18=3t
∴t=9,
即点P运动9秒时追上点Q;
②分相遇前相距6个单位长度和相遇后相距6个单位长度两种情况分析;
相遇前相距6个单位长度,依题意得:5t+6=18+3t
∴t=6
∴此时点P表示的数为:10-5t=10-30=-20;
相遇后相距6个单位长度,依题意得:5t=3t+18+6
∴t=12
∴此时点P表示的数为:10-5t=10-60=-50;
∴点P运动6秒或12秒时与点Q相距6个单位,此时点P表示的数分别为-20,-50;
(3)解:存在点m,使 QR-OP+mOR为定值, 理由如下:
运动时间为t秒时,Q表示的数分别为:-8+3t,R示的数分别为:4t,P表示的数为:10+5t;
根据题意得:-8+3t<4t<10+5t
∴QR=4t-(-8+3t)=t+8,OP=10+5t,OR=4t
∴QR-OP+mOR=t+8-(10+5t)+m×4t=4(m-1)t-2
当m-1=0,即m=1时,QR-OP+mOR为定值,
定值为:-2.
【知识点】数学思想;一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的线段和差且含参模型
【解析】【解答】 (1)∵已知数轴上点A表示的数为10,点B与点A距离18个单位,且在点A的左边
∴B表示的数为:10-18=-8;
∵动点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t(t>0)秒,
∴点P表示的数为:10-5t .
故答案为:-8;10-5t;
【分析】(1)根据点A表示的数以及AB之间的距离可得点B表示的数.根据题意即可得到点P表示的数;
(2)①根据“追及时间×速度差=追及路程”可得关于t的方程,求解即可得追及时间;
(2)②相遇前相距6个单位长度和相遇后相距6个单位长度两种情况分析,并列方程求解即可;
(3)表示出运动时间为t秒时Q,R,P表示的数,然后可表示出QR,OP,OR,从而可得 QR-OP+mOR,整理得4(m-1)t-2,令m-1=0,即可得定值以及此时m的取值.
1 / 1浙教版数学七上考点突破训练:数轴的左右跳跃、双动点、折线、动态定值模型
一、数轴的左右跳跃模型
1.如图,A点的初始位置在数轴上表示1的点上,先对A做如下移动:第一次向右移动3个单位长度到达点B,第二次从B点出发向左移动6个单位长度到达点 C,第三次从C点出发向右移动9个单位长度到达点D,第四次从D点出发向左移动12个单位长度到达点E,………以此类推,按照以上规律第( )次移动到的点到原点的距离为20.
A.7 B.10 C.14 D.19
【答案】C
【知识点】数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【解答】解:第1次点A向右移动3个单位长度至点B,则B表示的数,
第2次从点B向左移动6个单位长度至点 C,则C表示的数为1+3-6=1+3-3×2=-2;
第3次从点C向右移动9个单位长度至点D,则D表示的数为1+3-6+9=1+3-3×2+3×3=7;
第4次从点D向左移动12个单位长度至点E,则E表示的数为1+3-6+9-12=1+3-3×2+3×3-3×4=-5;
第5次移动后表示的数为-5+15=10;
第6次移动后表示的数为10-18=-8;
…;
∴第n次移动后表示的数是 .
∵
∴n为偶数时,向左平移,,
令,
解得:n=14.
n为奇数时,向右平移,,
令,
解得:.(非整数,舍去)
故答案为:C.
【分析】根据前6次移动后到达的点表示的数,总结得规律:第n次以后后得到的数表示为,则n为偶数时,向左平移,,n为奇数时,向右平移,,分别令,根据平移方向确定的正负,再求解方程即可.
2.(2024七上·岳池期末)如图,在数轴上,点A表示1,现将点A沿数轴做如下移动:第1次将点A向左移动3个单位长度到达点,第2次将点向右平移6个单位长度到达点,第3次将点向左移动9个单位长度到达点,…,按照这种规律移动下去,至少移动 次后该点到原点O的距离不小于41.
【答案】27
【知识点】探索数与式的规律;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【解答】∵第一次点A向左移动3个单位长度至点A1,则A1表示的数为:1-3=-2;
第2次从点A1向右移动6个单位长度至点A2,则A2表示的数为:-2+6=4;
第3次从点A2向左移动9个单位长度至点A3,则A3表示的数为:4-9=-5;
第4次从点A3向右移动12个单位长度至点A4,则A4表示的数为:-5+12=7;
第5次从点A4向左移动15个单位长度至点A5,则A5表示的数为:7-15=-8;
第6次从点A5向左移动18个单位长度至点A6,则A6表示的数为:-8+18=10;
∴则A7表示的数为-8-3=-11,
A9表示的数为:-11-3=-14,
A11表示的数为:-14-3=-17,
A13表示的数为:-17-3=-20,
A15表示的数为:-20-3=-23,
A17表示的数为:-23-3=-26,
A19表示的数为:-26-3=-29,
A21表示的数为:-29-3=-32,
A23表示的数为:-32-3=-35,
A25表示的数为:-35-3=-38,
A27表示的数为:-38-3=-41,
∴至少移动27次后该点到原点的距离不小于41,
故答案为:27.
【分析】先根据题干中的计算方法及在数轴上表示方法找出规律:序号为奇数的点在点A的左边,各点所表示的数依次减少3,序号为偶数的点在点A的右侧,各点所表示的数依次增加3,再求解即可.
3.一个机器人从数轴原点出发,沿数轴正方向,以每前进3步后退2步的程序运动,设该机器人每秒钟前进或后退1步,并且每步的距离为1个单位长度, 表示第 n秒时机器人在数轴上的位置所对应的数.给出下列结论:①;②1;③;④.其中,正确结论的序号是 .
【答案】①②④
【知识点】有理数在数轴上的表示;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【解答】根据题意可知: ,
由上列举知①②正确,符合题意;
由题意可知,每五个数中前三步前进,后两步后退;即前三个数增加,后两两个数减小;且每个循环中第1个数与第5个数相同,第2个数与第4个数相同;
第5个数是1,第10个数是2,第15个数是3,...
∴第m个循环中最后一个数为:
108÷5=21...3,
∴第21个循环中最后一个数为,
∴,,
∴,
∴,故③错误,不合题意;
2020÷5=404,
∴,
,
∴,故④正确. 符合题意.
故答案为:①②④.
【分析】根据题意可得: ,从而可发现规律:每五步中中前三步前进,后两步后退;即每5个数中前三个数增加,后两两个数减小;且每个循环中第1个数与第5个数相同,第2个数与第4个数相同;可推得第m个循环中最后一个数为: 据此对每个选项进行计算并判断即可.
4.(2023七上·巴彦月考)如图,已知:a、b分别是数轴上两点A、B所表示的有理数,满足|a+20|+(b+8)2=0.
(1)求A、B两点相距多少个单位长度?
(2)若C点在数轴上,C点到B点的距离是C点到A点距离的,求C点表示的数;
(3)点P从A点出发,先向左移动一个单位长度,再向右移动2个单位长度,再向左移动3个单位长度,再向右移动4个单位长度,如此下去,依次操作2023次后,求P点表示的数.
【答案】(1)解:∵|a+20|+(b+8)2=0,
又∵|a+20|≥0,(b+8)2≥0,
∴|a+20|=0,(b+8)2=0,
∴a=﹣20,b=﹣8,
∴A、B两点相距﹣8﹣(﹣20)=12.
答:A、B两点相距12个单位长度.
(2)解:①若C点在B点的右侧,则,
所以,
所以点C表示的数为﹣8+6=﹣2;
②若C点在A,B点之间,则.
所以.
所以点C表示的数为﹣8﹣3=﹣11;
综上,C点表示的数为﹣2或﹣11.
(3)解:﹣20﹣1+2﹣3+4﹣5+6﹣7+ ﹣2021+2022﹣2023
=﹣20+(﹣1+2)+(﹣3+4)+...+(﹣2021+2022)﹣2023
=﹣20+1011﹣2023
=﹣1032
答:P点表示的数为﹣1032.
【知识点】有理数的加、减混合运算;数轴上两点之间的距离;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型)
【解析】【分析】(1)先根据 |a+20|+(b+8)2=0 ,求出a、b的值,继而知道A、B所表示的数,即可求出A、B两点距离;
(2)由(1)可知A、B两点相距12个单位长度,分情况讨论:若C点在B点的右侧和C点在A,B点之间,然后利用条件“C点到B点的距离是C点到A点距离的 ”,列出关系式,即可求出两种情况下C点表示的数 ;
(3)通过P点移动规律,分析每次移动后所表示的数,即可发现规律,可列出算式进行计算即可.
5.(2023七上·乐清月考)如图,将一辆小车放在数轴(单位长度为1cm)上,小车左端与数轴上的点A重合,右端与数轴上的点B重合.其中点A,点B表示的数分别为a,b.
(1)若将小车沿数轴向右水平移动,则当它的左端移动到点B时,它的右端在数轴上所对应的数为27;若将小车沿数轴向左水平移动,则当它的右端移动到点A时,它的左端在数轴上所对应的数为6,由此可得a= ,b= .
(2)若P为数轴上一动点,其对应的数为x,若|x+a|+|x﹣b|=42,则x的值为 .
(3)动点P从点A出发向右以每秒1个单位的速度匀速运动,同时另一动点Q恰好从B点出发,以3个单位/秒的速度也向左运动,请问:经过多少时间时,PQ的距离为5个单位长度?
【答案】(1)13;20
(2)﹣17.5或24.5
(3)∵动点P从点A出发向右以每秒1个单位的速度匀速运动,同时另一动点Q恰好从B点出发,以3个单位/秒的速度也向左运动,
∴经过ts时,P、Q表示的数分别为:13+t,20﹣3t,
当PQ=5时,则|20-3t-13-t|=5,即|7-4t|=5,
解得:t=0.5或t=3,
答:经过0.5s或3s时间时,PQ的距离为5个单位长度.
【知识点】解含绝对值符号的一元一次方程;有理数在数轴上的表示;数轴的左右跳跃模型(动态规律模型);数轴的线段和差且含参模型
【解析】【解答】解:(1)由题意得:
∴B点由27向左移7个单位得到,
∴
∵A点由27向左移14个单位得到,
∴
故答案为:13,20.
(2)∵
∴
当时,原式=
∴
当时,原式=
∴
故答案为:﹣17.5或24.5.
【分析】(1)由题意得:进而结合题意即可求出a和b的值;
(2)结合(1)知原式为然后进行分类讨论即可求解;
(3)经过ts时,由题意知:P、Q表示的数分别为:13+t,20﹣3t,据此列出方程即可求解.
二、数轴的双动点模型
6.(2024七上·鹿寨期末)如图,在数轴上,点A,B分别表示﹣15,9,点P,Q分别从点A,B同时开始沿数轴正方向运动,点P的速度是每秒3个单位,点Q的速度是每秒1个单位,运动时间为t秒,在运动过程中,当点P,点Q和原点O这三点中的一点恰好是另外两点为端点的线段的中点时,则满足条件整数t的值( )
A.22 B.33 C.44 D.55
【答案】B
【知识点】一元一次方程的其他应用;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:由题知,P点对应的数为:-15+3t,Q点对应的数为:9+t,
当O为PQ中点时,
根据题意得:15-3t=9+t,
解得:;
当P是OQ的中点时,
根据题意得:2(3t-15)=9+t,
解得:;
当Q是OP的中点时,
根据题意得:2(9+t)=3t-15,
解得:t=33,
故答案为:B.
【分析】分O是PQ中点、P是OQ中点、Q是OP中点三种情况分别列出方程,求解即可.
7.(2024七上·涪城期末) 如图,在数轴上,点,点表示的数分别是,点以个单位秒的速度从出发沿数轴向右运动,同时点以个单位秒的速度从点出发沿数轴在,之间往返运动当点到达点时,点表示的数是 .
【答案】1
【知识点】一元一次方程的其他应用;数轴上两点之间的距离;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:点到达点所需时间为(秒,
设当点到达点时,点表示的数是,
由题意得,
解得,
当点到达点时,点表示的数是1.
故答案为:1
【分析】先根据数轴求出点到达点所需时间,设当点到达点时,点表示的数是,进而根据数轴上两点间的距离结合题意即可列出一元一次方程,从而即可求解。
8.(2023七上·无为月考)如图,点和点在数轴上,点在原点的左侧,点在原点的右侧,点表示的数是6,用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离,用表示点和点之间的距离,且.动点从点出发以每秒4个单位长度的速度沿数轴负方向运动,同时动点从原点出发以每秒1个单位长度的速度沿数轴负方向运动;当动点到达点时,,两点同时停止运动.设点的运动时间为秒,用表示点与点之间的距离,用表示点与点之间的距离.
(1)当点在点的右侧且时, .
(2)当点在点的左侧且时, .
【答案】(1)
(2)
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:(1) 当点在点的右侧时,则OQ=t,OP=OB-PB=6-4t,
∵,
∴t=6-4t,解得:t=.
故答案为:.
(2) 当点在点的左侧时,则OQ=t,OP=PB-OB=4t-6,
∵,
∴4t-6=t,解得t=.
故答案为:.
【分析】(1)当点在点的右侧时,可得OQ=t,OP=OB-PB=6-4t,根据建立方程并解之即可;
(2)当点在点的左侧时,可得OQ=t,OP=PB-OB=4t-6,根据建立方程并解之即可.
9.已知a、b为常数,且关于x、y的多项式-3) 的值与字母x取值无关,其中a、b分别为点A、点B在数轴上表示的数,如图所示. 动点E、F分别从A、B同时开始运动,点E以每秒6个单位向左运动,点F以每秒2个单位向右运动,设运动时间为t秒.
(1)求a、b的值;
(2)请用含t的代数式表示点E在数轴上对应的数为: ,点F在数轴上对应的数为: .
(3)当E、F相遇后,点E继续保持向左运动,点F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E、F之间的距离为2个单位时,求运动时间t的值(不必写过程) .
【答案】(1)解:∵关于x、y的多项式的值与字母x取值无关,
∴)
∴﹣20﹣b=0或a﹣12=0,
解得:b=﹣20,a=12;
(2)12-6r;-20+2t
(3)运动时间为秒或秒秒或秒.
【知识点】多项式的项、系数与次数;数轴上两点之间的距离;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:(2)∵a=12,b=﹣20,由题意得点A对应的数为12,点B对应的数为-20.
∴设运动时间为t秒时,由题意:
点E在数轴上对应的数为:12-6t,点F在数轴上对应的数为:-20+2t,
故答案为:12-6t,-20+2t;
(3)设运动时间为t秒时,E、F之间的距离为2个单位时.
相遇前两点相距2个单位:
解得:
E、F相遇的时间为:(20+12)÷(2+6)=4(秒),
故相遇点表示的数为:
相遇后:
点F在原地停留4秒时,点E向左移动的距离为:6×4=24,
故点F在原地停留4秒的过程中,两地相距2个单位:6(t-4) =2,
解得:
点F开始向左移动后,点E在数轴上对应的数为:12-6t,
点F在数轴上对应的数为:-12-5×2(t-4-4) =68-10t.
当E在F左侧时,68-10t- (12-6t) =2,
解得:
当E在F右侧时,12-6t- (68-10t) =2,
解得:
答:当E、F之间的距离为2个单位时,运动时间为秒或秒秒或秒.
【分析】(1)把a,b当做参数整理多项式,根据题意,多项式的值与字母x无关,可得含x的项的系数为0,据此可确定a,b的值;
(2)先确定点A和B对应的数,再根据点的运动方向和速度确定t秒时点E,F表示的数即可;移动方向:向左减,向右加;
(3)分相遇前和相遇后两种情况,以及相遇后F原地停留的4秒内和F原点停留4秒后开始运动时FE=2,分别表示出t秒时,F,E对应的数字,利用FE=2得关于t的方程,并求解即可.
三、数轴的折线模型
10.(2023七上·金华月考)数轴上A,B两点表示的数分别为-6 ,5,点C是线段AB上的一个动点,以点C为折点,将数轴向左对折,点B的对应点落在数轴上的B'处,若B'A=1,则点C表示的数是 .
【答案】0或-1
【知识点】数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:由题知数轴上A,B 两点表示的数分别为-6 ,5,B’A=1,设点C表示的数为x.
①.当点B’落在点A的左侧时,如图所示:
CB=CB’=CA+AB’
5-x=x-(-6)+1
解得x=-1.
②.当点B’落在点A的右侧时,如图所示:
CB=CB’=CA-B’A
5-x=x-(-6)-1
解得x=0.
故答案为0或-1.
【分析】设点C表示的数为x,再分两种情况:①当点B’在点A的左侧时,②当点B’在点A的右侧时,分别列出方程求解即可,
11.(2024七下·冷水滩期末)一条数轴上有点A、B、C(图①),其中点A、C表示的数分别是-14、6,现以点B为点,将数轴向右对折,若点A对应的点M落在点B的右边、点C的左边,并且C、M两点的距离是6(图②),则点B表示的数是( )
A.-6 B.-7 C.-5 D.0
【答案】B
【知识点】一元一次方程的其他应用;数轴上两点之间的距离
【解析】【解答】解:AC=6-(-14)=20,
由折叠的性质可得:AB=BM,设,
则,
解得,
则,
点表示的数是:,
故答案为:B
【分析】根据折叠的性质,可设AM=BM=x,根据AB+BM+MC=AC列方程,进而求解即可.
12.如下图,数轴上,点A表示的数为-7,点B表示的数为-1,点C表示的数为9,点D表示的数为13,在点B和点C处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点A和点D在数轴上相距20个长度单位,动点P从点A出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点Q从点D出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线BA和射线CD上的运动速度相同均为2个单位/秒,“上坡路段”从B到 C速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从C到 B速度变为“水平路线”速度的2倍. 设运动的时间为t秒,问:
(1)动点Q从点C运动到点B需要的时间为 秒;
(2)动点P从点A 运动至 D点需要的时间为多少秒
(3)当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,求出动点P在数轴上所对应的数.
【答案】(1)2.5
(2)解:根据题意知:
AB=|-7-(-1)|=6(个单位),BC=1-(-9)=10(个单位),CD=13-9=4(个单位),
∵“水平路线”速度是2个单位/秒,从B到C速度变为“水平路线”速度的一半,
∴动点P从点A运动至D点需要的时间为
(秒);
(3)设运动时间为t秒,
①当0≤t≤2,即P在AB上,Q在CD上,
显然P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度不会相等;
②当2P表示的数是-7+2r,Q表示的数是9-4(t-2),
∴0-(-7+2t)=9-4(t-2)-0,
解得 t=5,此时P已不在AB上,不符合题意,这种情况不存在;
③当3P表示的数是 Q表示的数是9-4(t-2)=17-4t,
∴|t-4|=|17-4t|,
解得或
∴P表示的数是 或
④当4.5P表示的数是t-4,Q表示的数是-1-2(t-4.5)=8-2t,
∴t-4-0=0-(8-2t),
解得 t=4(不合题意,舍去),
综上所述,当P、O两点在数轴上相距的长度与Q、O两点在数轴上相距的长度相等时,动点P在数轴上所对应的数是 或
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的折线(双动点)模型
【解析】【解答】解:(1)∵点B表示的数为-1,点C表示的数为9,
∴BC=1-(-9)=10(个单位),
∵“下坡路段”从C到B速度变为“水平路线”速度的2倍,“水平路线”速度是2个单位/秒,
∴“下坡路段”速度是4个单位/秒,
∴动点Q从点C运动到点B需要的时间为10÷4=2.5(秒);
故答案为:2.5.
【分析】 (1) 利用数轴右边的数-数轴左边的数即可得BC的长,用BC的长÷下坡路的速度即得所需时间;
(2)分别计算出AB,BC和CD的长,再分别计算走各段的速度,即可得到结论;
(3)设运动时间为t秒,分四种情况:①当0≤t≤2,即P在AB上,Q在CD上;②当213.(2024七上·南浔期末)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“折线数轴”.
探索“折线数轴”
素材1 如图,将一条数轴在原点O,点B,点C处折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示-9,点B表示12,点C表示24,点D表示36,我们称点A与点D在数轴上的“友好距离”为45个单位长度,并表示为.
素材2 动点P从点A出发,以2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O与点B之间时速度变为初始速度的一半.当运动到点B与点C之间时速度变为初始速度的两倍.经过点C后立刻恢复初始速度.
问题解决
(1)探索1 动点P从点A运动至点B需要多少时间?
(2)探索2 动点P从点A出发,运动t秒至点B和点C之间时,求点P表示的数(用含t的代数式表示);
(3)探索3 动点P从点A出发,运动至点D的过程中某个时刻满足时,求动点P运动的时间.
【答案】(1)解:∵点A表示-9,点B表示12,∴OA=9,OB=12.
∵P在AO段初始速度为2个单位长度/秒,P在OB段速度为初始速度的一半.
∴P在OB段速度为1个单位长度/秒,
∴P从点A运动至点B的时间为:秒.
(2)解:∵P的初始速度为2个单位长度/秒,P在BC段速度为初始速度的两倍
∴P在BC段速度为4个单位长度/秒.
由探索1可得:P在BC段运动时间为:(t-16.5)秒.
∴BP=4(t-16.5)=4t-66.
∵点B表示12,∴P表示的数为:12+(4t-66)=4t-54
(3)解:方法一:设t秒后.
①当P在BO上时
∵,∴PB+(PB+BC)=16.
∵BC=12,∴PB=2.
∴PO=10,∴t=4.5+10=14.5秒.
②当P在CD上时
∵,∴(PC+BC)+PC=16.
∵BC=12,∴PC=2,∴t=4.5+12+3+1=20.5秒.
方法二:设t秒后.
①当P在BO上时P表示的数为:t-4.5.
∵,∴PB+(PB+BC)=16.
∴12-(t-4.5)+24-(t-4.5)=16,解得:t=14.5秒.
②当P在CD上时P表示的数为:24+2(t-19.5)=2t-15.
∵,∴(PC+BC)+PC=16,
∴(2t-15)-12+(2t-15)-24=16.解得:t=20.5秒.
综上所述,动点P运动的时间是14.5秒或20.5秒.
【知识点】数轴的折线(双动点)模型
【解析】【分析】(1)根据路程÷速度=时间计算即可.
(2)先分析点P在各段的速度,再根据路程÷速度=时间计算即可.
(3)分当P在CD上时和当P在CD上时,两种情况进行讨论即可.
四、数轴的动态定值(无参型)模型
14.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AB=6,动点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,在点P的运动过程中,M,N始终为AP,BP的中点,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,t=3;③BP=2时,; ④在点 P的运动过程中,线段MN的长度不变.
A.①③④ B.②③④ C.②③ D.②④
【答案】D
【知识点】数轴上两点之间的距离;数轴的的中点与n等分点模型;数轴的动态定值(无参型)模型
【解析】【解答】解:设点B对应的数是x,
∵点A对应的数为4,且AB=6,
∴4-x=6,
∴x=-2.
∴点B对应的数是﹣2,故①错误;
由题意得: (秒) ,
∴点P到达点B时,t=3,故②正确;
∵ 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,
∴点p的位置可以分两种情况:
当点P在点B的右侧,
∵AB=6,BP=2,
∴AP=AB-BP=6-2=4,
∴4÷2=2(秒) ,
时,t=2;
当点P在点 B的左侧,
(秒) ,
时,
综上所述, 时,t=2或4,故③错误;
由③得,点P的位置分两种情况:
当点P在点B的右侧,
∵M,N分别为AP,BP的中点,
∴;
当点P在点B的左侧,
∵M,N分别为AP,BP的中点,
∴
∴在点P的运动过程中,线段MN的长度不变,故④正确.
所以,上列结论中正确的是②④.
故选:D.
【分析】设点B对应的数是x,利用AB=6的4-x=6可得点B表示数,可判断①;用AB÷2,可判断②;分点P在点B的右侧和点P在点B的左侧两种情况,通过BP计算AP,再利用“路程÷速度”计算时间,可判断③;最后分点P在点B的右侧和点P在点B的左侧两种情况,表示MN,可判断④.
15.已知a、b满足 ,且有理数a、b、c在数轴上对应的点分别为A、B、C.
(1)则a= ,b= ,c= .
(2)点D是数轴上A点右侧一动点,点E、点F分别为CD、AD中点,当点D运动时,线段EF的长度是否发生变化,若变化,请说明理由,若不变,请求出其值;
(3)若点A、B、C在数轴上运动,其中点C以每秒1个单位的速度向左运动,同时点A和点B分别以每秒3个单位和每秒2个单位的速度向右运动·请问:是否存在一个常数m使得m·AB-2BC不随运动时间t的改变而改变·若存在,请求出m和这个不变化的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)2;-3;-5
(2)解:如图,由(1)得|AC|=|2-(-5)|=7,
当点D运动时,线段EF的长度不发生变化,理由如下:
∵点E、点F分别为CD、AD中点,
∴当点 D运动时,线段EF的长度不发生变化,其值为3.5;
(3)解:假设存在常数m使得m·AB-2BC不随运动时间t的改变而改变.
∵t秒时,点A运动到2+3t,点B运动到-3+2t,点C运动到-5-t,
∴AB=5+t,2BC=4+6t.
∴m·AB-2BC=m(5+t)-(4+6t)=5m+mt-4-6t=5m-4+(m-6)t
∵m·AB-2BC与t的值无关,
∴m-6=0,
解得:m=6,
所以存在常数m,m=6,
使为定值.
即m=6时,m·AB-2BC不随运动时间t的改变而改变.
【知识点】偶次方的非负性;绝对值的非负性;一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的线段和差且含参模型
【解析】【解答】 (1)解:∵a、b满足,
∴a-2=0且 ab+6=0.
解得a=2,b=-3.
∴c=2a+3b=-5.
故答案为:2; -3; -5
【分析】 (1)由,和偶次方以及绝对值的非负性得a=2,b=-3,即可计算c的值;
(2)由(1)得AC=7,根据线段中点定义得利用线段的和差表示出EF,即可得到结论;
(3)表示出t秒时点A,B,C运动到的位置,即可得AB和2BC的值,作差得m·AB-2BC=5m-4+(m-6)t,根据结果与t无关,可得m-6=0,即可得m的取值以及m·AB-2BC的定值.
16.如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为-20、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0(2)小杨同学发现:当0(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 请直接写答案.
【答案】(1)-2t
(2)解:2MB-N4为定值,定值为60,理由如下:
0则;.,
故2MB-NA为定值,定值为60.
(3)t=1s或19s时,MN两个小球间距离为6.
【知识点】一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的动态定值(无参型)模型;数轴的动点往返运动模型
【解析】【解答】解:(1)点M碰到挡板所需时间为
∴0故答案为:-2t.
(3)①0令MN=6t=1,
则t=1;
②10令MN=120-6t=6,
则t=19.
故t=1s或19s时,MN两个小球间距离为6.
故答案为:故t=1s或19s时,MN两个小球间距离为6.
【分析】(1)计算得 0(2)计算得 0(3)分017.数形结合是数学解题中的一种重要思想,利用数轴可以将数与形完美结合.一般地,数轴上越往右边的点表示的数越大,例如:若数轴上点M表示数m,则点M向右移动n个单位到达的点N表示的数为m+n,若点M向左移动n个单位到达的点表示的数为m-n.如图1,已知数轴上点A表示的数为10,点B与点A距离18个单位,且在点A的左边,动点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t(t>0)秒.
(1)数轴上点B表示的数为 ,点P表示的数为 . (用含t的式子表示) ;
(2)动点Q从点B出发,以每秒3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.
①求点P运动多少秒追上点Q ②求点 P运动多少秒时与点Q相距6个单位 并求出此时点P表示的数;
(3)如图2,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个单位的速度向右运动,是否存在常数m,使得QR-OP+mOR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. (其中QR 表示数轴上点Q与点R之间的距离,OP 表示数轴上点O与点P的距离,OR表示数轴上点O与点R的距离. )
【答案】(1)-8;10-5t
(2)解:①根据题意得:5t-18=3t
∴t=9,
即点P运动9秒时追上点Q;
②分相遇前相距6个单位长度和相遇后相距6个单位长度两种情况分析;
相遇前相距6个单位长度,依题意得:5t+6=18+3t
∴t=6
∴此时点P表示的数为:10-5t=10-30=-20;
相遇后相距6个单位长度,依题意得:5t=3t+18+6
∴t=12
∴此时点P表示的数为:10-5t=10-60=-50;
∴点P运动6秒或12秒时与点Q相距6个单位,此时点P表示的数分别为-20,-50;
(3)解:存在点m,使 QR-OP+mOR为定值, 理由如下:
运动时间为t秒时,Q表示的数分别为:-8+3t,R示的数分别为:4t,P表示的数为:10+5t;
根据题意得:-8+3t<4t<10+5t
∴QR=4t-(-8+3t)=t+8,OP=10+5t,OR=4t
∴QR-OP+mOR=t+8-(10+5t)+m×4t=4(m-1)t-2
当m-1=0,即m=1时,QR-OP+mOR为定值,
定值为:-2.
【知识点】数学思想;一元一次方程的实际应用-行程问题;数轴上两点之间的距离;数轴的线段和差且含参模型
【解析】【解答】 (1)∵已知数轴上点A表示的数为10,点B与点A距离18个单位,且在点A的左边
∴B表示的数为:10-18=-8;
∵动点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t(t>0)秒,
∴点P表示的数为:10-5t .
故答案为:-8;10-5t;
【分析】(1)根据点A表示的数以及AB之间的距离可得点B表示的数.根据题意即可得到点P表示的数;
(2)①根据“追及时间×速度差=追及路程”可得关于t的方程,求解即可得追及时间;
(2)②相遇前相距6个单位长度和相遇后相距6个单位长度两种情况分析,并列方程求解即可;
(3)表示出运动时间为t秒时Q,R,P表示的数,然后可表示出QR,OP,OR,从而可得 QR-OP+mOR,整理得4(m-1)t-2,令m-1=0,即可得定值以及此时m的取值.
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