数轴动点问题解析 结合绝对值与一元一次方程

2025-11-1|2025-11-1
静水流深
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数轴动点问题是初中数学的一大难点,常常让很多同学感到头疼。这类题目巧妙地将数轴、绝对值、行程问题和一元一次方程等核心概念融为一体,全面考察学生的综合分析能力。本文将通过一道经典例题,深入剖析其中一问:若A, B两点分别与原点的距离相等,求 t 的值,带你彻底掌握此类问题的解题技巧。
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一、攻克数轴动点问题:必备核心知识点
要解决这类问题,我们首先需要牢固掌握以下几个关键的七年级数学知识点:
  • 数轴与点的表示:数轴上的任意一个点都可以用一个具体的数来表示。
  • 数轴上的距离:点到原点的距离等于 |a|(a的绝对值),两点之间的距离等于 |a - b|。
  • 动点问题的代数表示:运动后的位置 = 初始位置 + 速度 × 时间。
  • 建立一元一次方程:通过寻找等量关系建立方程,是求出未知数的关键。
  • 绝对值的几何意义:|x| = |y| 意味着 x 和 y 到原点的距离相等,有两种可能:x = y 或 x = -y。
二、解题思路与分析方法
拿到一道数轴动点题,我们的思考路径应该是这样的:
  • “翻译”问题:将题目中的文字描述,精准地转换成数学语言。
  • 点A的初始位置:-50
  • 点B的初始位置:-40
  • 点A的速度:+5 单位长度/秒 (向正方向)
  • 点B的速度:+3 单位长度/秒 (向正方向)
  • t秒后A的位置:-50 + 5t
  • t秒后B的位置:-40 + 3t
  • 最终条件:|-50 + 5t| = |-40 + 3t|
  • 建立数学模型:根据上面的翻译,建立含有绝对值的一元一次方程。
  • 分类讨论求解:这是解决绝对值方程最关键的一步。两个数的绝对值相等意味着什么?
  • 情况1:两点重合。当A和B运动到数轴上同一个位置时。
  • 情况2:两点关于原点对称。当A和B运动到原点两侧,且到原点的距离相等时。
三、详细解题步骤
第一步:用含t的代数式表示A、B的动态位置。
  • 点A的位置 P_A = -50 + 5t
  • 点B的位置 P_B = -40 + 3t
第二步:根据核心条件“A、B两点与原点的距离相等”列出方程。
  • |P_A| = |P_B|
  • 即:|-50 + 5t| = |-40 + 3t|
第三步:运用分类讨论思想,分两种情况解方程。
情况1:A、B两点重合 (P_A = P_B)
此时为追及问题,A追上了B。
-50 + 5t = -40 + 3t
5t - 3t = -40 + 50
2t = 10
t = 5
解得 t = 5。
检验:当运动5秒时,A和B在 -50 + 5*5 = -25 的位置重合,此时它们到原点的距离均为25,符合题意。
情况2:A、B两点关于原点对称 (P_A = -P_B)
此时A和B分别在原点两侧,位置坐标互为相反数。
-50 + 5t = -(-40 + 3t)
-50 + 5t = 40 - 3t
5t + 3t = 40 + 50
8t = 90
t = 11.25
解得 t = 11.25。
检验:当运动11.25秒时,A的位置是 -50 + 5 * 11.25 = 6.25,B的位置是 -40 + 3 * 11.25 = -6.25。此时,A在6.25,B在-6.25,它们关于原点对称,到原点的距离均为6.25,符合题意。
第四步:总结答案。
综上所述,当 t = 5 秒或 t = 11.25 秒时,A、B两点与原点的距离相等。
四、举一反三:拓展变式训练
掌握了上述方法后,我们来看两种常见的变式题目,用以巩固和加深理解。
拓展题1:相向而行与两点距离
题目:数轴上,点A在-20处,点B在40处。A、B两点同时出发,点A以2个单位/秒的速度向右运动,点B以3个单位/秒的速度向左运动。运动多少秒后,A、B两点相距15个单位长度?
解题思路:
  • 表示动态位置:A的位置:-20 + 2t;B的位置:40 - 3t
  • 表示两点距离:A、B两点距离为 |(-20 + 2t) - (40 - 3t)|
  • 列出方程:|(-20 + 2t) - (40 - 3t)| = 15
  • 解绝对值方程:|-60 + 5t| = 15
  • 情况一(相遇前):-60 + 5t = 15 => 5t = 75 => t = 15
  • 情况二(相遇后):-60 + 5t = -15 => 5t = 45 => t = 9
  • 答案:运动9秒或15秒后,两点相距15个单位。
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