12 已知数轴上A,B两点表示的数分别为-1,3,P为数轴上一动点,其表示的数为x.
(1)数轴上是否存在点P,使点P到点A的距离等于点P到点B的距离的2倍?若存在,请求出x的值;若不存在,请说明理由.
(2)现在点A,B分别以2个单位长度/秒和0.5个单位长度/秒的速度同时向右运动,点P以6个单位长度/秒的速度同时从原点向左运动.当点A与点B之间的距离为3个单位长度时,求点P表示的数.
(1)数轴上是否存在点P,使点P到点A的距离等于点P到点B的距离的2倍?若存在,请求出x的值;若不存在,请说明理由.
(2)现在点A,B分别以2个单位长度/秒和0.5个单位长度/秒的速度同时向右运动,点P以6个单位长度/秒的速度同时从原点向左运动.当点A与点B之间的距离为3个单位长度时,求点P表示的数.
答案
12. (1) 存在 根据题意,得点 $ P $ 到点 $ A $ 的距离为 $ |-1-x| $,点 $ P $ 到点 $ B $ 的距离为 $ |x-3| $.假设存在点 $ P $ 到点 $ A $ 的距离等于点 $ P $ 到点 $ B $ 的距离的 2 倍,则 $ |-1-x|=2|x-3| $,即 $ -1-x=2(x-3) $ 或 $ -1-x=-2(x-3) $,解得 $ x=\frac{5}{3} $ 或 $ x=7 $,因此假设成立, $ x $ 的值为 $ \frac{5}{3} $ 或 7 (2) ① 当点 $ A $ 在点 $ B $ 的左边,两点相距3 个单位长度时,设此时运动的时间为 $ t $ 秒. 根据题意,得 $ (3+0.5t)-(-1+2t)=3 $. 解这个方程,得 $ t=\frac{2}{3} $,此时点 $ P $ 表示的数为 $ -6×\frac{2}{3}=-4 $. ② 当点 $ A $ 在点 $ B $ 的右边,两点相距 3 个单位长度时,设此时运动的时间为 $ m $ 秒. 根据题意,得 $ (-1+2m)-(3+0.5m)=3 $. 解这个方程,得 $ m=\frac{14}{3} $,此时点 $ P $ 表示的数为 $ -6×\frac{14}{3}=-28 $. 综上所述,当点 $ A $ 与点 $ B $ 之间的距离为 3个单位长度时,点 $ P $ 表示的数为 $ -4 $ 或 $ -28 $
解析
【分析】
(1)要判断是否存在符合条件的点P,首先利用数轴上两点距离公式,即两点间距离等于两点所表示数的差的绝对值,分别表示出PA、PB的长度,再根据PA=2PB列绝对值方程,分两种情况去绝对值求解,若能求出合理的x则说明存在。
(2)第二问是动点问题,先设运动时间为t,分别写出t秒后A、B、P三点表示的数,AB距离为3需分两类讨论:一是A在B左侧未追上时,B的数减A的数等于3;二是A超过B后,A的数减B的数等于3,分别解出t后代入P的表达式即可得到结果。
【解析】
(1)存在。
数轴上点P到点A的距离为$|x-(-1)|=|x+1|$,点P到点B的距离为$|x-3|$,根据题意列方程:
$|x+1|=2|x-3|$
分两种情况去绝对值求解:
① 当$x+1=2(x-3)$时,
展开得$x+1=2x-6$,解得$x=7$;
② 当$x+1=-2(x-3)$时,
展开得$x+1=-2x+6$,移项合并得$3x=5$,解得$x=\frac{5}{3}$。
(2)设运动时间为$t$秒,$t$秒后点A表示的数为$-1+2t$,点B表示的数为$3+0.5t$,点P表示的数为$-6t$,分两种情况讨论:
① 当点A在点B左侧,两点距离为3时:
$(3+0.5t)-(-1+2t)=3$
化简得$4-1.5t=3$,解得$t=\frac{2}{3}$,此时点P表示的数为$-6×\frac{2}{3}=-4$;
② 当点A在点B右侧,两点距离为3时:
$(-1+2t)-(3+0.5t)=3$
化简得$1.5t-4=3$,解得$t=\frac{14}{3}$,此时点P表示的数为$-6×\frac{14}{3}=-28$。
【答案】
(1)存在,$x$的值为$\frac{5}{3}$或$7$;(2)点P表示的数为$-4$或$-28$
【知识点】
数轴两点距离,绝对值方程,一元一次方程应用
【点评】
本题核心考查分类讨论思想,解绝对值方程和处理动点问题时都要注意多解情况,避免漏算某一种位置对应的结果。
【难度系数】
0.6
(1)要判断是否存在符合条件的点P,首先利用数轴上两点距离公式,即两点间距离等于两点所表示数的差的绝对值,分别表示出PA、PB的长度,再根据PA=2PB列绝对值方程,分两种情况去绝对值求解,若能求出合理的x则说明存在。
(2)第二问是动点问题,先设运动时间为t,分别写出t秒后A、B、P三点表示的数,AB距离为3需分两类讨论:一是A在B左侧未追上时,B的数减A的数等于3;二是A超过B后,A的数减B的数等于3,分别解出t后代入P的表达式即可得到结果。
【解析】
(1)存在。
数轴上点P到点A的距离为$|x-(-1)|=|x+1|$,点P到点B的距离为$|x-3|$,根据题意列方程:
$|x+1|=2|x-3|$
分两种情况去绝对值求解:
① 当$x+1=2(x-3)$时,
展开得$x+1=2x-6$,解得$x=7$;
② 当$x+1=-2(x-3)$时,
展开得$x+1=-2x+6$,移项合并得$3x=5$,解得$x=\frac{5}{3}$。
(2)设运动时间为$t$秒,$t$秒后点A表示的数为$-1+2t$,点B表示的数为$3+0.5t$,点P表示的数为$-6t$,分两种情况讨论:
① 当点A在点B左侧,两点距离为3时:
$(3+0.5t)-(-1+2t)=3$
化简得$4-1.5t=3$,解得$t=\frac{2}{3}$,此时点P表示的数为$-6×\frac{2}{3}=-4$;
② 当点A在点B右侧,两点距离为3时:
$(-1+2t)-(3+0.5t)=3$
化简得$1.5t-4=3$,解得$t=\frac{14}{3}$,此时点P表示的数为$-6×\frac{14}{3}=-28$。
【答案】
(1)存在,$x$的值为$\frac{5}{3}$或$7$;(2)点P表示的数为$-4$或$-28$
【知识点】
数轴两点距离,绝对值方程,一元一次方程应用
【点评】
本题核心考查分类讨论思想,解绝对值方程和处理动点问题时都要注意多解情况,避免漏算某一种位置对应的结果。
【难度系数】
0.6
13 [2024 苏州]某条城际铁路线共有 A,B,C 三个车站,每日上午均有两班次列车从 A 站驶往 C 站,其中 D1001 次列车从 A 站始发,经停 B 站后到达 C站,G1002 次列车从 A 站始发,直达 C站,两个车次的列车在行驶过程中保持各自的行驶速度不变.某校数学学习小组对列车运行情况进行研究,收集到列车运行信息如下表:

请根据表格中的信息,解答问题:
(1) D1001 次列车从 A 站到 B 站行驶了
(2) 记 D1001 次列车的行驶速度为 $ v_1 $ 千米/分,离 A 站的路程为 $ d_1 $ 千米;G1002 次列车的行驶速度为 $ v_2 $ 千米/分,离 A 站的路程为 $ d_2 $ 千米.
① $\frac{v_1}{v_2} = $
② 从上午 8:00 开始计时,时长记为 $ t $ 分钟(如上午 9:15,则 $ t=75 $).已知 $ v_1=4 $,在 G1002 次列车的行驶过程中($ 25 ≤ t ≤ 150 $),若 $ |d_1 - d_2| = 60 $,求 $ t $ 的值.
请根据表格中的信息,解答问题:
(1) D1001 次列车从 A 站到 B 站行驶了
90
分钟,从 B 站到 C 站行驶了60
分钟.(2) 记 D1001 次列车的行驶速度为 $ v_1 $ 千米/分,离 A 站的路程为 $ d_1 $ 千米;G1002 次列车的行驶速度为 $ v_2 $ 千米/分,离 A 站的路程为 $ d_2 $ 千米.
① $\frac{v_1}{v_2} = $
$\frac{5}{6}$
.② 从上午 8:00 开始计时,时长记为 $ t $ 分钟(如上午 9:15,则 $ t=75 $).已知 $ v_1=4 $,在 G1002 次列车的行驶过程中($ 25 ≤ t ≤ 150 $),若 $ |d_1 - d_2| = 60 $,求 $ t $ 的值.
答案
13. (1) 90 60
(2) ① $\frac{5}{6}$ 【解析】根据题意,得 D1001 次列车从 A 站到 C 站共需 $ 90+60=150 $(分钟),G1002 次列车从 A 站到 C 站共需 $ 35+60+30=125 $(分钟),所以 $ 150v_1=125v_2 $.所以 $ \frac{v_1}{v_2}=\frac{5}{6} $.
② 因为 $ v_1=4 $,$ \frac{v_1}{v_2}=\frac{5}{6} $,所以 $ v_2=4.8 $. 因为 $ 4×90=360 $(千米),所以 A 站与 B 站之间的路程为 360 千米. 因为 $ 360÷4.8=75 $(分钟),所以当 $ t=100 $ 时,G1002 次列车经过 B 站. 由题意可知,当 $ 90≤ t≤110 $ 时,D1001 次列车在 B 站停车,所以 G1002 次列车经过 B 站时,D1001 次列车正在 B 站停车. 情况 1:当 $ 25≤ t<90 $ 时,$ d_1>d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_1-d_2 $,由 $ 4t-4.8(t-25)=60 $,解得 $ t=75 $. 情况 2:当 $ 90≤ t≤100 $ 时,$ d_1≥ d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_1-d_2 $,由 $ 360-4.8(t-25)=60 $,解得 $ t=87.5 $,不合题意,舍去. 情况 3:当 $ 100<t≤110 $ 时,$ d_1<d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_2-d_1 $,由 $ 4.8(t-25)-360=60 $,解得 $ t=112.5 $,不合题意,舍去. 情况 4:当 $ 110<t≤150 $ 时,$ d_1<d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_2-d_1 $,由 $ 4.8(t-25)-[360+4(t-110)]=60 $,解得 $ t=125 $. 综上所述,若 $ |d_1-d_2|=60 $,$ t $ 的值为 75 或 125
(2) ① $\frac{5}{6}$ 【解析】根据题意,得 D1001 次列车从 A 站到 C 站共需 $ 90+60=150 $(分钟),G1002 次列车从 A 站到 C 站共需 $ 35+60+30=125 $(分钟),所以 $ 150v_1=125v_2 $.所以 $ \frac{v_1}{v_2}=\frac{5}{6} $.
② 因为 $ v_1=4 $,$ \frac{v_1}{v_2}=\frac{5}{6} $,所以 $ v_2=4.8 $. 因为 $ 4×90=360 $(千米),所以 A 站与 B 站之间的路程为 360 千米. 因为 $ 360÷4.8=75 $(分钟),所以当 $ t=100 $ 时,G1002 次列车经过 B 站. 由题意可知,当 $ 90≤ t≤110 $ 时,D1001 次列车在 B 站停车,所以 G1002 次列车经过 B 站时,D1001 次列车正在 B 站停车. 情况 1:当 $ 25≤ t<90 $ 时,$ d_1>d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_1-d_2 $,由 $ 4t-4.8(t-25)=60 $,解得 $ t=75 $. 情况 2:当 $ 90≤ t≤100 $ 时,$ d_1≥ d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_1-d_2 $,由 $ 360-4.8(t-25)=60 $,解得 $ t=87.5 $,不合题意,舍去. 情况 3:当 $ 100<t≤110 $ 时,$ d_1<d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_2-d_1 $,由 $ 4.8(t-25)-360=60 $,解得 $ t=112.5 $,不合题意,舍去. 情况 4:当 $ 110<t≤150 $ 时,$ d_1<d_2 $,所以 $ |d_1-d_2|=d_2-d_1 $,由 $ 4.8(t-25)-[360+4(t-110)]=60 $,解得 $ t=125 $. 综上所述,若 $ |d_1-d_2|=60 $,$ t $ 的值为 75 或 125
解析
【分析】
(1) 计算列车行驶时间直接用对应区间的到站时刻减去发车时刻即可。(2) ①A站到C站总路程固定,分别计算两车次从A到C的总行驶时间,根据路程=速度×时间,路程相等列等式即可求出速度比。②首先根据已知的$v_1$和速度比求出$v_2$,再梳理D1001在不同时间段的运行状态(行驶/停车),分情况写出$d_1$和$d_2$关于$t$的表达式,代入$|d_1-d_2|=60$列方程求解,最后检验解是否在对应时间段范围内,舍去不符合的解即可。
【解析】
(1) D1001次从A站8:00发车,9:30到达B站,行驶时间:$9时30分-8时=90分钟$;从B站9:50发车,10:50到达C站,行驶时间:$10时50分-9时50分=60分钟$。
(2) ① D1001从A到C总行驶时间为$90+60=150分钟$,G1002从A站8:25发车,10:30到达C站,总行驶时间为$10时30分-8时25分=125分钟$。由于A到C总路程相等,因此$150v_1=125v_2$,整理得$\frac{v_1}{v_2}=\frac{125}{150}=\frac{5}{6}$。
② 已知$v_1=4$,结合$\frac{v_1}{v_2}=\frac{5}{6}$,解得$v_2=4÷\frac{5}{6}=4.8$千米/分。
A、B两站路程为$4×90=360$千米,G1002行驶到B站的时间为$360÷4.8=75$分钟,G1002在$t=25$时发车,因此经过B站对应$t=25+75=100$分钟;D1001在9:30到9:50停在B站,对应$t=90$到$t=110$分钟,此段时间$d_1=360$千米不变。
分情况讨论:
情况1:当$25\le t<90$时,$d_1=4t$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_1>d_2$,列方程:
$4t - 4.8(t-25)=60$,解得$t=75$,符合区间要求,有效。
情况2:当$90\le t\le100$时,$d_1=360$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_1\ge d_2$,列方程:
$360 -4.8(t-25)=60$,解得$t=87.5$,不在对应区间内,舍去。
情况3:当$100< t\le110$时,$d_1=360$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_2>d_1$,列方程:
$4.8(t-25)-360=60$,解得$t=112.5$,不在对应区间内,舍去。
情况4:当$110< t\le150$时,$d_1=360+4(t-110)$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_2>d_1$,列方程:
$4.8(t-25)-[360+4(t-110)]=60$,解得$t=125$,符合区间要求,有效。
综上,$t$的值为75或125。
【答案】
(1) $\boxed{90}$;$\boxed{60}$
(2) ① $\boxed{\frac{5}{6}}$;② $\boxed{t=75}$或$\boxed{t=125}$
【知识点】
行程问题计算;一元一次方程的应用;分类讨论思想
【点评】
本题结合实际列车运行场景考查行程类问题,解题关键是理清不同时间段两列车的运行状态,正确列出对应时间段的路程表达式,求解后注意验证解是否符合对应的时间区间,能够有效考查学生的逻辑思维能力和实际问题转化能力。
【难度系数】
0.6
(1) 计算列车行驶时间直接用对应区间的到站时刻减去发车时刻即可。(2) ①A站到C站总路程固定,分别计算两车次从A到C的总行驶时间,根据路程=速度×时间,路程相等列等式即可求出速度比。②首先根据已知的$v_1$和速度比求出$v_2$,再梳理D1001在不同时间段的运行状态(行驶/停车),分情况写出$d_1$和$d_2$关于$t$的表达式,代入$|d_1-d_2|=60$列方程求解,最后检验解是否在对应时间段范围内,舍去不符合的解即可。
【解析】
(1) D1001次从A站8:00发车,9:30到达B站,行驶时间:$9时30分-8时=90分钟$;从B站9:50发车,10:50到达C站,行驶时间:$10时50分-9时50分=60分钟$。
(2) ① D1001从A到C总行驶时间为$90+60=150分钟$,G1002从A站8:25发车,10:30到达C站,总行驶时间为$10时30分-8时25分=125分钟$。由于A到C总路程相等,因此$150v_1=125v_2$,整理得$\frac{v_1}{v_2}=\frac{125}{150}=\frac{5}{6}$。
② 已知$v_1=4$,结合$\frac{v_1}{v_2}=\frac{5}{6}$,解得$v_2=4÷\frac{5}{6}=4.8$千米/分。
A、B两站路程为$4×90=360$千米,G1002行驶到B站的时间为$360÷4.8=75$分钟,G1002在$t=25$时发车,因此经过B站对应$t=25+75=100$分钟;D1001在9:30到9:50停在B站,对应$t=90$到$t=110$分钟,此段时间$d_1=360$千米不变。
分情况讨论:
情况1:当$25\le t<90$时,$d_1=4t$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_1>d_2$,列方程:
$4t - 4.8(t-25)=60$,解得$t=75$,符合区间要求,有效。
情况2:当$90\le t\le100$时,$d_1=360$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_1\ge d_2$,列方程:
$360 -4.8(t-25)=60$,解得$t=87.5$,不在对应区间内,舍去。
情况3:当$100< t\le110$时,$d_1=360$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_2>d_1$,列方程:
$4.8(t-25)-360=60$,解得$t=112.5$,不在对应区间内,舍去。
情况4:当$110< t\le150$时,$d_1=360+4(t-110)$,$d_2=4.8(t-25)$,此时$d_2>d_1$,列方程:
$4.8(t-25)-[360+4(t-110)]=60$,解得$t=125$,符合区间要求,有效。
综上,$t$的值为75或125。
【答案】
(1) $\boxed{90}$;$\boxed{60}$
(2) ① $\boxed{\frac{5}{6}}$;② $\boxed{t=75}$或$\boxed{t=125}$
【知识点】
行程问题计算;一元一次方程的应用;分类讨论思想
【点评】
本题结合实际列车运行场景考查行程类问题,解题关键是理清不同时间段两列车的运行状态,正确列出对应时间段的路程表达式,求解后注意验证解是否符合对应的时间区间,能够有效考查学生的逻辑思维能力和实际问题转化能力。
【难度系数】
0.6
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