【老Z講數學】解決此類問題數形結合思想是關鍵.
【例】(2018秋•海淀區校級期中)如圖,半徑為1的小圓與半徑為2的大圓,有一個公共點與數軸上的原點重合,兩圓在數軸上做無滑動的滾動,小圓的運動速度為每秒π個單位,大圓的運動速度為每秒2π個單位,
(1)若小圓不動,大圓沿數軸來回滾動,規定大圓向右滾動的時間記為正數,向左滾動時間即為負數,依次滾動的情況錄如下(單位:秒):
﹣1,+2,﹣4,﹣2,+3,+6
①第 次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離最遠;
②當大圓結束運動時,大圓運動的路程共有多少?此時兩圓與數軸重合的點之間的距離是多少?(結果保留π)
(2)若兩圓同時在數軸上各自沿著某一方向連續滾動,滾動一段時間後兩圓與數軸重合的點之間相距9π,求此時兩圓與數軸重合的點所表示的數.
【老Z講數學】(1)①算出每次滾動後大圓與數軸的公共點到原點的距離,然後比較大小即可;
②總路程與方向無關把每次的移動的距離相加即可;
(2)分同向和反相兩種情況討論,同向路程之差為9π,反向路程之和為9π,然後求出相應時間,再根據不同方向確定兩圓與數軸重合的點所表示的數
【解答】解:(1)①:
第1次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離:
|﹣1×2π|=2π
第2次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離:
|﹣1×2π+2×2π|=2π
第3次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離:
|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π|=6π
第4次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離:
|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π|=10π
第5次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離:
|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π+3×2π|=4π
第6次滾動後,大圓與數軸的公共點到原點的距離:
|﹣1×2π+2×2π﹣4×2π﹣2×2π+3×2π+6×2π|=8π
所以第四次滾動後大圓與數軸的公共點到原點的距離最遠.
故答案為4;
【變式1】(2018秋•江岸區校級月考)如圖,數軸上A,B兩點對應的數分別﹣4,8.有一動點P從點A出發第一次向左運動1個單位長度;然後在新的位置第二次運動,向右運動2個單位長度;在此位置第三次運動,向左運動3個單位長度,…按照如此規律不斷地左右運動
(1)當運動到第2018次時,求點P所對應的有理數.
(2)點P會不會在某次運動時恰好到達某一個位置,使點P到點B的距離是點P到點A的距離的3倍?若可能請求出此時點P的位置,若不可能請說明理由.
【老Z講數學】(1)根據題意可以發現點P運動後對應的點的規律,從而可以解答本題;
(2)根據題意分兩種情況:①當P點在A點的左邊時;②當P點在AB之間時;可以求得點P對應的有理數.
【解答】解:(1)﹣4﹣1+2﹣3+4﹣5+6﹣…﹣2017+2018
=﹣4+1009
=1005.
故點P所對應的有理數是1005.
(2)①當P點在A點的左邊時,
∵PB=3PA,
∴AB=2PA,
∴PA=6,
∴P點對應的數為﹣10,
﹣4﹣1+2﹣3+4﹣5+6﹣7+8﹣9+10﹣11=﹣10,
∴可以;
②當P點在AB之間時,
∵PB=3PA,
∴AB=4PA,
∴PA=3,
∴P點對應的數為﹣1,﹣4﹣1+2﹣3+4﹣5+6=﹣1,
∴可以.
∴點P對應的數為﹣10或﹣1.
【老Z講數學】本題考查數軸,解答本題的關鍵是明確數軸的特點,利用分類思想、數形結合的思想解答.
【變式2】(2018秋•淮陰區期中)已知在紙面上有一數軸(如圖1),摺疊紙面.
(1)若1表示的點與﹣1表示的點重合,則﹣4表示的點與 表示的點重合;
(2)若﹣2表示的點與8表示的點重合,回答以下問題:
①16表示的點與 表示的點重合;
②如圖2,若數軸上A、B兩點之間的距離為2018(A在B的左側),且A、B兩點經摺疊後重合,則A、B兩點表示的數分別是 、 .
(3)如圖3,若m和n表示的點C和點D經摺疊後重合,(m>n>0),現數軸上P、Q兩點之間的距離為a(P在Q的左側),且P、Q兩點經摺疊後重合,求P、Q兩點表示的數分別是多少?(用含m,n,a的代數式表示)
【老Z講數學】(1)由表示1與﹣1的兩點重合,利用對稱性即可得到結果;
(2)由﹣2表示的點與8表示的點重合,確定出3為對稱點,得出兩項的結果即可;
(3)根據(2)的計算方法進行解答.
【老Z講數學】本題考查了數軸的運用.關鍵是利用數軸,數形結合求出答案,注意不要漏解.
【變式3】(2018秋•海淀區校級期中)下面材料:已知點A、B在數軸上分別表示有理數a、b,A、B兩點之間的距離表示為|AB|.
當A、B兩點中有一點在原點時,不妨設點A在原點,
如圖1,|AB|=|OB|=|b|=|a﹣b|
當A、B兩點都不在原點時,
(1)如圖2,點A、B都在原點的右邊,
|AB|=|OB|﹣|OA|=|b|﹣|a|=b﹣a=|a﹣b|
(2)如圖3,點A、B都在原點的左邊,
|AB|=|OB|﹣|OA|=|b|﹣|a|=﹣b﹣(﹣a)=a﹣b=|a﹣b|
(3)如圖4,點A、B在原點的兩邊,
|AB|=|OA|+|OB|=|a|+|b|=a+(﹣b)=a﹣b=|a﹣b|
綜上,數軸上A、B兩點的距離|AB|=|a﹣b|
回答下列問題:
(1)數軸上表示﹣2和﹣5兩點之間的距離是 ;
(2)數軸上表示x和﹣1的兩點A、B之間的距離是|x+1|,如果|AB|=2,那麼x為 ;
(3)當代數式|x+1|+|x﹣2|取最小值時,相應的x的取值範圍是 .
【老Z講數學】本題應從絕對值在數軸上的定義(絕對值定義是座標軸上的點到原點的距離)下手,分別解出答案.
【解答】解:(1)﹣2﹣(﹣5)=﹣2+5=3;所以﹣2與﹣5兩點之間的距離是3;
(2)因為|x+1|=2,所以x=1或﹣3;
(3)根據絕對值的定義,|x+1|+|x﹣2|可表示為x到﹣1與2兩點距離的和,根據絕對值的幾何意義知,當x在﹣1與2之間時,|x+1|+|x﹣2|有最小值3.
故答案為:(1)3 (2)1或﹣3 (3)﹣1≤x≤2
【老Z講數學】本題考查了絕對值的集合意義.讀懂並理解題目材料,會利用絕對值的幾何意義是解決本題的關鍵.
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