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数轴上动点问题的四种类型及解题方法

时间:2022-06-02 21:48:46

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数轴上动点问题的四种类型及解题方法

数轴上的动点问题,是七年级非常重要的问题,这个知识比较综合,也比较抽象,是一类极为常见且重要的综合题。

解决动点问题首先要做到仔细理解题意,弄清运动的整个过程和各个动点的位置变化,然后再根据运动过程画出图形展开分类讨论,最后针对不同情况寻找等量关系列方程求解。

对于建立在数轴上的动点问题来说,由于数轴本身的特点,这类问题常有两种不同的解题思路。一种是根据“形”的关系来分析寻找等量关系,也就是利用各线段之间的数量关系列方程求解;另一种是从“数”的方面寻找等量关系,也就是利用各点在数轴上表示的数之间存在的内在关系列出方程。

类型1 数轴上的规律探究问题

方法:用由特殊到一般的思想

例1.如图,A点的初始位置位于数轴上表示1的点,现对A点做如下移动:第1次向左移动3个单位长度至B点,第2次从B点向右移动6个单位长度至C点,第3次从C点向左移动9个单位长度至D点,第4次从D点向右移动12个单位长度至E点,…,依此类推,这样第_____次移动到的点到原点的距离为。

【分析】:本题考查了数轴上点的坐标变化和平移规律(左减右加),考查了一列数的规律探究。对这列数的奇数项、偶数项的规律分别进行探究,是解决这道题的关键。

根据数轴上点的坐标变化和平移规律(左减右加),分别求出点所对应的数,进而求出点到原点的距离;然后对奇数项、偶数项分别探究,找出其中的规律(相邻两数都相差3),写出表达式就可解决问题.

【解答】:

第1次从点A向左移动3个单位至点B,则B表示为:1﹣3=﹣2;

第2次从点B向右移动6个单位至点C,则C表示为:﹣2+6=4;

第3次从点C向左移动9个单位至点D,则D表示为:4﹣9=﹣5;

第4次从点D向右移动12个单位至点E,则点E表示为﹣5+12=7;

第5次从点E向左移动15个单位至点F,则F表示为7﹣15=﹣8;

…;

由以上数据可知,当移动次数为奇数时,点在数轴上所表示的数满足:-(3n+1)/2,当移动次数为偶数时,点在数轴上所表示的数满足:(3n+2)/2。

①当移动次数n为奇数时,-(3n+1)/2=﹣,n=1345,

②当移动次数n为偶数时,(3n+2)/2=,n=4034/3(不合题意)。

故答案为:1345。

类型2 数轴上的两点距离问题

方法:用分类讨论及数形结合思想

例2.已知M、N在数轴上,M对应的数是﹣3,点N在M的右边,且距M点4个单位长度。点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个单位时,点P所对应的数是多少?

(3)如果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?

【分析】本题考查了数轴上两点间的距离。解题时,需要采用“分类讨论”的数学思想。

(1)根据两点间的距离公式即可求解;

(2)分两种情况:①点P在点M的左边;②点P在点N的右边。进行讨论即可求解;

(3)分两种情况:①点P在点Q的左边;②点P在点Q的右边;进行讨论即可求解。

【解答】(1)﹣3+4=1.故点N所对应的数是1;

(2)(5﹣4)÷2=0.5,①﹣3﹣0.5=﹣3.5,②1+0.5=1.5.

故点P所对应的数是﹣3.5或1.5.

(3)解法1:抓住等量关系:PQ=2列式求解。

设点P出发了t秒,则P:-3-2t;Q:1-3(t-5)=16-3t。

①Q未追上P时PQ=2,则(16-3t)-(-3-2t)=2。解得t=12。所以点P对应的数是﹣3﹣17×2=﹣37,点Q对应的数是16﹣3×17=﹣35;

②Q超过P后PQ=2,则(-3-2t)-(16-3t)=2。解得t=21。所以点P对应的数是﹣3﹣21×2=﹣45,点Q对应的数是16﹣3×21=﹣47。

解法2:抓住等量关系:追的时间=追的路程/速度差来列式求解。

①Q未追上P时两点距离为2,点Q出发时间为:

(4﹣2+2×5)÷(3﹣2)=12÷1=12(秒),

所以点P对应的数是﹣3﹣5×2﹣12×2=﹣37,点Q对应的数是﹣37+2=﹣35;

②Q超过P后两点距离为2,点Q出发时间为:

(4+2+2×5)÷(3﹣2)=16÷1=16(秒);

所以点P对应的数是﹣3﹣5×2﹣16×2=﹣45,点Q对应的数是﹣45﹣2=﹣47。

类型3 数轴上的行程问题

方法:画图分析寻找等量关系

例3.如图1,有A、B两动点在线段MN上各自做不间断往返匀速运动(即只要动点与线段MN的某一端点重合则立即转身以同样的速度向MN的另一端点运动,与端点重合之前动点运动方向、速度均不改变)。已知A的速度为3米/秒,B的速度为2米/秒。

(1)已知MN=100米,若B先从点M出发,当MB=5米时A从点M出发,A出发后经过_______秒与B第一次重合;

(2)已知MN=100米,若A、B同时从点M出发,经过_______秒A与B第一次重合;

(3)如图2,若A、B同时从点M出发,A与B第一次重合于点E,第二次重合于点F,且EF=20米,设MN=s米,列方程求s.

【分析】本题考查了方程的应用和数形结合思想,解题关键是要读懂题意,根据题目给出的条件,找出合适的等量关系列出方程,再求解。

(1)可设A出发后经过x秒与B第一次重合,根据等量关系:路程差=速度差×时间,列出方程求解即可;

(2)可设经过y秒A与B第一次重合,根据等量关系:路程和=速度和×时间,列出方程求解即可;

(3)由于若A、B同时从点M出发,A与B第一次重合共走了2个MN,第二次重合共走了4个MN,可得ME=2/(3+2)×2MN=4/5MN,MF=2MN﹣2/(3+2)×4MN=2/5MN,根据EF=20米,列出方程求解即可。

【解答】(1)设A出发后经过x秒与B第一次重合,依题意有

(3﹣2)x=5,解得x=5。答:A出发后经过5秒与B第一次重合;

(2)设经过y秒A与B第一次重合,依题意有(3+2)x=100×2,

解得x=40。答:经过40秒A与B第一次重合;

(3)由于若A、B同时从点M出发,A与B第一次重合共走了2个MN,第二次重合共走了4个MN,可得ME=2MN×2/(3+2)=4MN/5,MF=2MN﹣4MN×2/(3+2)=2/5MN,依题意有:4/5×s﹣2/5 ×s=20,解得s=50.答:s=50米。

类型4 数轴上的新定义问题

方法:转化,方程及分类思想

例4.【阅读理解】点A、B、C为数轴上三点,如果点C在A、B之间且到A的距离是点C到B的距离3倍,那么我们就称点C是{ A,B }的奇点。例如,如图1,点A表示的数为﹣3,点B表示的数为1。表示0的点C到点A的距离是3,到点B的距离是1,那么点C是{ A,B }的奇点;又如,表示﹣2的点D到点A的距离是1,到点B的距离是3,那么点D就不是{A,B }的奇点,但点D是{B,A}的奇点。

【知识运用】如图2,M、N为数轴上两点,点M所表示的数为﹣3,点N所表示的数为5。

(1)数______所表示的点是{ M,N}的奇点;数_______所表示的点是{N,M}的奇点;

(2)如图3,A、B为数轴上两点,点A所表示的数为﹣50,点B所表示的数为30。现有一动点P从点B出发向左运动,到达点A停止。P点运动到数轴上的什么位置时,P、A和B中恰有一个点为其余两点的奇点?

【分析】本题考查了数轴及数轴上两点的距离、动点问题,认真理解新定义:奇点表示的数是与前面的点A的距离是到后面的数B的距离的3倍,列式可得结果。

(1)根据定义发现:奇点表示的数到{ M,N}中,前面的点M是到后面的数N的距离的3倍,从而得出结论;根据定义发现:奇点表示的数到{N,M}中,前面的点N是到后面的数M的距离的3倍,从而得出结论;

(2)点A到点B的距离为6,由奇点的定义可知:分两种情况列式:①PB=3PA;②PA=3PB;可以得出结论。

【解答】(1)5﹣(﹣3)=8,8÷(3+1)=2,5﹣2=3;﹣3+2=﹣1。故数3所表示的点是{ M,N}的奇点;数﹣1所表示的点是{N,M}的奇点。

故答案为:3;﹣1。

(2)30﹣(﹣50)=80,80÷(3+1)=20,30﹣20=10,﹣50+20=﹣30。

故P点运动到数轴上的﹣30或10位置时,P、A和B中恰有一个点为其余两点的奇点。

数学学习的精髓就是把“复杂问题”简单化。在解决动点问题时,首先遇到的第一个困难就是分析不出动点的运动过程,空间想象力和逻辑分析能力都显得不够,而在解题时,尤其是在考试过程中遇到动点问题,我的建议是多动手,多画几个运动过程中的图形,对于多个不同的运动时刻,按次序画出多个图形进行比较,往往可以看出动点的运动趋势和图形的整体变化过程,从而把握运动的全过程,为分类讨论和计算做好准备。比如我们可以画出特殊时间节点时刻的图形,通过观察比较寻找运动规律,而对动点运动时的一些特殊位置,比如两点重合,或者某一点到达一个特殊位置等,更需要画出图形,这些特殊位置往往是进行分类讨论的关键点。通过画图把握了运动的全过程,然后就可以根据不同情况进行分类讨论,寻找等量关系列方程计算。这一步骤的关键是用代数式表示图形中的各量,主要是图中的各条线段长,最后寻找各线段之间的等量关系,列出方程求解。

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