15. 如图,已知点M是定长线段AB上一定点,C,D两点分别从M,B出发以1 cm/s,3 cm/s的速度沿直线BA向左运动,运动方向如箭头所示(C在线段AM上,D在线段BM上)。
(1)若AB=11 cm,当点C,D运动了1 s,求AC+MD的值。
(2)若点C,D运动时,总有MD=3AC,求AM:BM的值。
(3)在(2)的条件下,N是直线AB上一点,且AN−BN=MN,直接写出$\frac{2MN}{3AB}$的值。

(1)若AB=11 cm,当点C,D运动了1 s,求AC+MD的值。
(2)若点C,D运动时,总有MD=3AC,求AM:BM的值。
(3)在(2)的条件下,N是直线AB上一点,且AN−BN=MN,直接写出$\frac{2MN}{3AB}$的值。
答案
15. (1)当点C,D运动了1 s时,$CM=1$ cm,$BD=3$ cm. 因为$AB=11$ cm,所以$AC+MD=AB−CM−BD=7$ cm. (2)设运动时间为t,则$CM=t$,$BD=3t$. 因为$AC=AM−t$,$MD=BM−3t$,又$MD=3AC$,所以$BM−3t=3AM−3t$,即$BM=3AM$,所以$AM:BM=1:3$. (3)由(2)可得$BM=3AM$. 因为$BM=AB−AM$,所以$AB−AM=3AM$,所以$4AM=AB$. 当点N在线段AB上时,
解析
【分析】
(1) 先根据运动速度和时间计算出CM、BD的长度,再观察线段的组成关系,AC+MD可转化为总长度AB减去CM和BD的长度,代入数值即可求解。
(2) 设运动时间为t,用含t的代数式分别表示AC和MD的长度,结合MD=3AC的等量关系化简,消去t后就能得到AM和BM的数量关系,进而求出比值。
(3) 先根据(2)的结论推出AM与AB的关系,再分两种情况讨论点N的位置:N在线段AB上、N在线段AB的延长线上,结合AN−BN=MN的条件分别推导MN和AB的数量关系,计算目标式的值,注意不要漏解。
【解析】
(1) 当点C,D运动了1 s时,根据运动速度可得:$CM=1×1=1$ cm,$BD=3×1=3$ cm。
已知$AB=11$ cm,由线段和差关系可得:
$AC+MD=AB - CM - BD=11 - 1 - 3=7$ cm。
(2) 设C、D的运动时间为t s,则$CM=t$ cm,$BD=3t$ cm。
由C在线段AM上得$AC=AM - t$,D在线段BM上得$MD=BM - 3t$。
因为$MD=3AC$,代入得:
$BM - 3t=3(AM - t)$
化简后得$BM=3AM$,因此$AM:BM=1:3$。
(3) 由(2)得$BM=3AM$,又$BM=AB - AM$,代入得$AB - AM=3AM$,即$AM=\frac{1}{4}AB$。
分两种情况讨论:
① 当点N在线段AB上时,
,
因为$AN - BN=MN$,且$AN - AM=MN$,所以$BN=AM=\frac{1}{4}AB$,
此时$MN=AB - AM - BN=\frac{1}{2}AB$,代入得$\frac{2MN}{3AB}=\frac{2×\frac{1}{2}AB}{3AB}=\frac{1}{3}$。
② 当点N在线段AB的延长线上时,
,
因为$AN - BN=MN$,且$AN - BN=AB$,所以$MN=AB$,
代入得$\frac{2MN}{3AB}=\frac{2AB}{3AB}=\frac{2}{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{7\ \mathrm{cm}}$;
(2) $\boldsymbol{1:3}$;
(3) $\boldsymbol{\frac{1}{3}}$或$\boldsymbol{\frac{2}{3}}$。
【知识点】
线段和差计算、线段动点问题、分类讨论思想
【点评】
本题综合考察线段的和差与动点问题,前两问核心是用运动时间表示线段长度,结合等量关系推导线段比例,第三问需要对动点位置分类讨论,避免漏解,能够有效锻炼思维的严谨性。
【难度系数】
0.6
(1) 先根据运动速度和时间计算出CM、BD的长度,再观察线段的组成关系,AC+MD可转化为总长度AB减去CM和BD的长度,代入数值即可求解。
(2) 设运动时间为t,用含t的代数式分别表示AC和MD的长度,结合MD=3AC的等量关系化简,消去t后就能得到AM和BM的数量关系,进而求出比值。
(3) 先根据(2)的结论推出AM与AB的关系,再分两种情况讨论点N的位置:N在线段AB上、N在线段AB的延长线上,结合AN−BN=MN的条件分别推导MN和AB的数量关系,计算目标式的值,注意不要漏解。
【解析】
(1) 当点C,D运动了1 s时,根据运动速度可得:$CM=1×1=1$ cm,$BD=3×1=3$ cm。
已知$AB=11$ cm,由线段和差关系可得:
$AC+MD=AB - CM - BD=11 - 1 - 3=7$ cm。
(2) 设C、D的运动时间为t s,则$CM=t$ cm,$BD=3t$ cm。
由C在线段AM上得$AC=AM - t$,D在线段BM上得$MD=BM - 3t$。
因为$MD=3AC$,代入得:
$BM - 3t=3(AM - t)$
化简后得$BM=3AM$,因此$AM:BM=1:3$。
(3) 由(2)得$BM=3AM$,又$BM=AB - AM$,代入得$AB - AM=3AM$,即$AM=\frac{1}{4}AB$。
分两种情况讨论:
① 当点N在线段AB上时,
因为$AN - BN=MN$,且$AN - AM=MN$,所以$BN=AM=\frac{1}{4}AB$,
此时$MN=AB - AM - BN=\frac{1}{2}AB$,代入得$\frac{2MN}{3AB}=\frac{2×\frac{1}{2}AB}{3AB}=\frac{1}{3}$。
② 当点N在线段AB的延长线上时,
因为$AN - BN=MN$,且$AN - BN=AB$,所以$MN=AB$,
代入得$\frac{2MN}{3AB}=\frac{2AB}{3AB}=\frac{2}{3}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{7\ \mathrm{cm}}$;
(2) $\boldsymbol{1:3}$;
(3) $\boldsymbol{\frac{1}{3}}$或$\boldsymbol{\frac{2}{3}}$。
【知识点】
线段和差计算、线段动点问题、分类讨论思想
【点评】
本题综合考察线段的和差与动点问题,前两问核心是用运动时间表示线段长度,结合等量关系推导线段比例,第三问需要对动点位置分类讨论,避免漏解,能够有效锻炼思维的严谨性。
【难度系数】
0.6
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