18. 已知$a,b,n$均为正整数.
(1)若$n<\sqrt{10}<n+1$,则$n=$
(2)若$n-1<\sqrt{a}<n$,$n<\sqrt{b}<n+1$,则满足条件的$a$的个数总比$b$的个数少
(1)若$n<\sqrt{10}<n+1$,则$n=$
3
;(2)若$n-1<\sqrt{a}<n$,$n<\sqrt{b}<n+1$,则满足条件的$a$的个数总比$b$的个数少
2
个.答案
18.(1)3 [解析]
∵√9<√10<√16,
∴3<√10<4.
∵n<√10<n+1,n为正整数,
∴n=3.
(2)2 [解析]
∵n−1<√a<n,
∴(n−1)²<a<n².
∴a的个数为n²−(n−1)²−1=n²−n²+2n−1−1=2n−2.
∵n<√b<n+1,
∴n²<b<(n+1)².
∴b的个数为(n+1)²−n²−1=n²+2n+1−n²−1=2n.
∵2n−(2n−2)=2,
∴满足条件的a的个数总比b的个数少2个.
归纳总结 本题考查了估算无理数的大小,熟练掌握夹逼法估算无理数的大小是解题的关键.
∵√9<√10<√16,
∴3<√10<4.
∵n<√10<n+1,n为正整数,
∴n=3.
(2)2 [解析]
∵n−1<√a<n,
∴(n−1)²<a<n².
∴a的个数为n²−(n−1)²−1=n²−n²+2n−1−1=2n−2.
∵n<√b<n+1,
∴n²<b<(n+1)².
∴b的个数为(n+1)²−n²−1=n²+2n+1−n²−1=2n.
∵2n−(2n−2)=2,
∴满足条件的a的个数总比b的个数少2个.
归纳总结 本题考查了估算无理数的大小,熟练掌握夹逼法估算无理数的大小是解题的关键.
解析
【分析】
(1)要确定n的值,需先估算$\sqrt{10}$的取值范围,找到和10相邻的两个完全平方数,即可得到$\sqrt{10}$在哪两个连续正整数之间,结合$n<\sqrt{10}<n+1$的条件就能求出n;
(2)要求a的个数比b的个数少多少,首先根据不等式的性质,将两个含根号的不等式两边同时平方,分别得到a、b的取值范围,再分别计算两个开区间内正整数的个数,最后求两个个数的差即可得到结果。
【解析】
(1)
∵$\sqrt{9}<\sqrt{10}<\sqrt{16}$,
∴$3<\sqrt{10}<4$,
又
∵$n<\sqrt{10}<n+1$,且n为正整数,
∴$n=3$。
(2) 先求满足条件的a的个数:
∵$n-1<\sqrt{a}<n$,不等式两边均为非负数,同时平方得:
$(n-1)^2<a<n^2$,
a为正整数,因此a的个数为:$n^2-(n-1)^2-1 = n^2-(n^2-2n+1)-1 = 2n-2$;
再求满足条件的b的个数:
∵$n<\sqrt{b}<n+1$,同理两边平方得:
$n^2<b<(n+1)^2$,
b为正整数,因此b的个数为:$(n+1)^2-n^2-1 = (n^2+2n+1)-n^2-1 = 2n$;
则a的个数比b的个数少:$2n-(2n-2)=2$个。
【答案】
(1)$3$;(2)$2$
【知识点】
估算无理数的大小,不等式的性质,整数计数
【点评】
本题核心考查利用夹逼法估算无理数的大小,解题时需熟练掌握常见整数的平方值,通过平方运算将无理数的取值范围转化为整数的范围,再准确计算开区间内正整数的个数即可,是实数章节的基础常考题。
【难度系数】
0.7
(1)要确定n的值,需先估算$\sqrt{10}$的取值范围,找到和10相邻的两个完全平方数,即可得到$\sqrt{10}$在哪两个连续正整数之间,结合$n<\sqrt{10}<n+1$的条件就能求出n;
(2)要求a的个数比b的个数少多少,首先根据不等式的性质,将两个含根号的不等式两边同时平方,分别得到a、b的取值范围,再分别计算两个开区间内正整数的个数,最后求两个个数的差即可得到结果。
【解析】
(1)
∵$\sqrt{9}<\sqrt{10}<\sqrt{16}$,
∴$3<\sqrt{10}<4$,
又
∵$n<\sqrt{10}<n+1$,且n为正整数,
∴$n=3$。
(2) 先求满足条件的a的个数:
∵$n-1<\sqrt{a}<n$,不等式两边均为非负数,同时平方得:
$(n-1)^2<a<n^2$,
a为正整数,因此a的个数为:$n^2-(n-1)^2-1 = n^2-(n^2-2n+1)-1 = 2n-2$;
再求满足条件的b的个数:
∵$n<\sqrt{b}<n+1$,同理两边平方得:
$n^2<b<(n+1)^2$,
b为正整数,因此b的个数为:$(n+1)^2-n^2-1 = (n^2+2n+1)-n^2-1 = 2n$;
则a的个数比b的个数少:$2n-(2n-2)=2$个。
【答案】
(1)$3$;(2)$2$
【知识点】
估算无理数的大小,不等式的性质,整数计数
【点评】
本题核心考查利用夹逼法估算无理数的大小,解题时需熟练掌握常见整数的平方值,通过平方运算将无理数的取值范围转化为整数的范围,再准确计算开区间内正整数的个数即可,是实数章节的基础常考题。
【难度系数】
0.7
19. 计算:$(-10)×(-\dfrac{1}{2})-\sqrt{16}+2025^0.$
答案
19.原式=5−4+1=2.
解析
【分析】
本题属于实数的混合运算题,解题时需遵循“先算乘方、开方、乘法,后算加减”的运算顺序,分步计算每一项的结果后再合并即可:第一步先计算有理数乘法,根据有理数乘法法则“同号得正,异号得负,并把绝对值相乘”计算乘积;第二步计算算术平方根,明确$\sqrt{16}$是求16的正的平方根;第三步计算零指数幂,牢记非零数的零次幂等于1;最后把三项的结果做加减运算得到最终答案。
【解析】
解:按照实数混合运算顺序分步计算:
1. 计算乘法项:$(-10)×(-\dfrac{1}{2}) = 10×\dfrac{1}{2}=5$(同号相乘结果为正,再计算绝对值的乘积)
2. 计算开方项:$\sqrt{16}=4$(16的算术平方根是4)
3. 计算零指数幂项:$2025^0=1$(任何非零数的0次幂都等于1)
将各项结果代入原式计算:
原式$=5 - 4 + 1 = 2$
【答案】
2
【知识点】
有理数乘法运算;算术平方根的计算;零指数幂的性质
【点评】
本题是实数混合运算的基础题型,核心考查各基础运算法则的掌握程度,运算时注意先明确运算顺序,再逐一计算每一项,避免记错零指数幂的取值、搞错算术平方根的结果或乘法的符号即可得分。
【难度系数】
0.9
本题属于实数的混合运算题,解题时需遵循“先算乘方、开方、乘法,后算加减”的运算顺序,分步计算每一项的结果后再合并即可:第一步先计算有理数乘法,根据有理数乘法法则“同号得正,异号得负,并把绝对值相乘”计算乘积;第二步计算算术平方根,明确$\sqrt{16}$是求16的正的平方根;第三步计算零指数幂,牢记非零数的零次幂等于1;最后把三项的结果做加减运算得到最终答案。
【解析】
解:按照实数混合运算顺序分步计算:
1. 计算乘法项:$(-10)×(-\dfrac{1}{2}) = 10×\dfrac{1}{2}=5$(同号相乘结果为正,再计算绝对值的乘积)
2. 计算开方项:$\sqrt{16}=4$(16的算术平方根是4)
3. 计算零指数幂项:$2025^0=1$(任何非零数的0次幂都等于1)
将各项结果代入原式计算:
原式$=5 - 4 + 1 = 2$
【答案】
2
【知识点】
有理数乘法运算;算术平方根的计算;零指数幂的性质
【点评】
本题是实数混合运算的基础题型,核心考查各基础运算法则的掌握程度,运算时注意先明确运算顺序,再逐一计算每一项,避免记错零指数幂的取值、搞错算术平方根的结果或乘法的符号即可得分。
【难度系数】
0.9
20. 计算:$(3-π)^0 - \left| -\dfrac{1}{4} \right| + \sqrt{36} + 2^{-2}$
答案
20.原式=1−1/4+6+1/4=7.
解析
【分析】
这是一道实数混合运算题,解题时需先拆分算式中的每一项,分别依据对应运算规则计算每一项的结果,再合并计算最终值:①先算零指数幂:非零数的0次幂等于1,判断3-π≠0,可直接得出该项结果;②再算绝对值:负数的绝对值是它的相反数,先去绝对值符号再运算;③然后算算术平方根:√36是求36的非负平方根,直接得出结果;④最后算负整数指数幂:a⁻ᵖ=1/aᵖ(a≠0,p为正整数),算出该项结果后,将所有项的结果做加减运算即可。
【解析】
解:原式$=1 - \dfrac{1}{4} + 6 + \dfrac{1}{2^2}$
$=1 - \dfrac{1}{4} + 6 + \dfrac{1}{4}$
$=(1 + 6) + (-\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{4})$
$=7 + 0$
$=7$
【答案】
7
【知识点】
实数的混合运算,零指数幂与负整数指数幂,绝对值的性质
【点评】
本题属于实数运算的常规基础题型,核心考查对各类基础运算规则的掌握程度,计算时只要逐项拆分、牢记各个运算的适用条件和规则,注意符号处理,即可快速得出正确结果。
【难度系数】
0.85
这是一道实数混合运算题,解题时需先拆分算式中的每一项,分别依据对应运算规则计算每一项的结果,再合并计算最终值:①先算零指数幂:非零数的0次幂等于1,判断3-π≠0,可直接得出该项结果;②再算绝对值:负数的绝对值是它的相反数,先去绝对值符号再运算;③然后算算术平方根:√36是求36的非负平方根,直接得出结果;④最后算负整数指数幂:a⁻ᵖ=1/aᵖ(a≠0,p为正整数),算出该项结果后,将所有项的结果做加减运算即可。
【解析】
解:原式$=1 - \dfrac{1}{4} + 6 + \dfrac{1}{2^2}$
$=1 - \dfrac{1}{4} + 6 + \dfrac{1}{4}$
$=(1 + 6) + (-\dfrac{1}{4} + \dfrac{1}{4})$
$=7 + 0$
$=7$
【答案】
7
【知识点】
实数的混合运算,零指数幂与负整数指数幂,绝对值的性质
【点评】
本题属于实数运算的常规基础题型,核心考查对各类基础运算规则的掌握程度,计算时只要逐项拆分、牢记各个运算的适用条件和规则,注意符号处理,即可快速得出正确结果。
【难度系数】
0.85
21. 把下列各数填在相应的大括号内.
$0,-2,\sqrt{3},-\sqrt{27},0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.21212121···,0.1010010001···$(每相邻两个1之间依次多1个0)$,\dfrac{π}{4}.$
有理数:$\{\quad···\}$;
无理数:$\{\quad···\}$;
正数:$\{\quad···\}$;
整数:$\{\quad···\}.$
$0,-2,\sqrt{3},-\sqrt{27},0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.21212121···,0.1010010001···$(每相邻两个1之间依次多1个0)$,\dfrac{π}{4}.$
有理数:$\{\quad···\}$;
无理数:$\{\quad···\}$;
正数:$\{\quad···\}$;
整数:$\{\quad···\}.$
答案
21.0.1²=0.01,−∛(8/27)=−2/3,√4=2.
有理数:$\{0,-2,0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},1.212\ 121\ 21···,\dfrac{22}{7},···\}$;
无理数:$\{\sqrt{3},-\sqrt{27},\dfrac{\sqrt{3}}{2},0.101\ 001\ 000\ 1···(每相邻两个1之间依次多1个0),\dfrac{π}{4}···\}$;
正数:$\{\sqrt{3},0.1^2,\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.212\ 121\ 21···,\dfrac{π}{4},0.101\ 001\ 000\ 1···(每相邻两个1之间依次多1个0),···\}$;
整数:$\{0,-2,\sqrt{4},···\}$.
有理数:$\{0,-2,0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},1.212\ 121\ 21···,\dfrac{22}{7},···\}$;
无理数:$\{\sqrt{3},-\sqrt{27},\dfrac{\sqrt{3}}{2},0.101\ 001\ 000\ 1···(每相邻两个1之间依次多1个0),\dfrac{π}{4}···\}$;
正数:$\{\sqrt{3},0.1^2,\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.212\ 121\ 21···,\dfrac{π}{4},0.101\ 001\ 000\ 1···(每相邻两个1之间依次多1个0),···\}$;
整数:$\{0,-2,\sqrt{4},···\}$.
解析
【分析】
解题时首先要先化简题目中所有能化简的数,再结合各类数的定义逐一判断归类:①有理数是整数和分数的统称,包含有限小数和无限循环小数;②无理数是无限不循环小数,常见类型有开方开不尽的数、含π的数、有规律但不循环的无限小数三类;③正数是大于0的数;④整数包含正整数、0、负整数。归类时注意不要漏项也不要错放。
【解析】
第一步:先化简各可化简的数:
$0.1^2=0.01$,$-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}}=-\dfrac{2}{3}$,$\sqrt{4}=2$,$-\sqrt{27}=-3\sqrt{3}$
第二步:按定义分类:
1. 有理数:整数和分数都属于有理数,所以$0,-2,0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},\dfrac{22}{7},1.21212121···$都属于有理数;
2. 无理数:无限不循环小数属于无理数,所以$\sqrt{3},-\sqrt{27},\dfrac{\sqrt{3}}{2},0.1010010001···$(每相邻两个1之间依次多1个0)$,\dfrac{π}{4}$都属于无理数;
3. 正数:大于0的数属于正数,所以$\sqrt{3},0.1^2,\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.21212121···,0.1010010001···$(每相邻两个1之间依次多1个0)$,\dfrac{π}{4}$都属于正数;
4. 整数:正整数、0、负整数统称为整数,所以$0,-2,\sqrt{4}$都属于整数。
【答案】
有理数:$\{0,-2,0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},1.21212121···,\dfrac{22}{7},···\}$;
无理数:$\{\sqrt{3},-\sqrt{27},\dfrac{\sqrt{3}}{2},0.1010010001···(每相邻两个1之间依次多1个0),\dfrac{π}{4},···\}$;
正数:$\{\sqrt{3},0.1^2,\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.21212121···,\dfrac{π}{4},0.1010010001···(每相邻两个1之间依次多1个0),···\}$;
整数:$\{0,-2,\sqrt{4},···\}$.
【知识点】
实数的分类;有理数的概念;无理数的概念
【点评】
本题考查实数的相关分类,解题的关键是先化简所有能化简的数,再准确把握各类数的定义,注意带根号的数不一定是无理数,只有开方开不尽的数才是无理数,同时要区分无限循环小数和无限不循环小数的归属。
【难度系数】
0.7
解题时首先要先化简题目中所有能化简的数,再结合各类数的定义逐一判断归类:①有理数是整数和分数的统称,包含有限小数和无限循环小数;②无理数是无限不循环小数,常见类型有开方开不尽的数、含π的数、有规律但不循环的无限小数三类;③正数是大于0的数;④整数包含正整数、0、负整数。归类时注意不要漏项也不要错放。
【解析】
第一步:先化简各可化简的数:
$0.1^2=0.01$,$-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}}=-\dfrac{2}{3}$,$\sqrt{4}=2$,$-\sqrt{27}=-3\sqrt{3}$
第二步:按定义分类:
1. 有理数:整数和分数都属于有理数,所以$0,-2,0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},\dfrac{22}{7},1.21212121···$都属于有理数;
2. 无理数:无限不循环小数属于无理数,所以$\sqrt{3},-\sqrt{27},\dfrac{\sqrt{3}}{2},0.1010010001···$(每相邻两个1之间依次多1个0)$,\dfrac{π}{4}$都属于无理数;
3. 正数:大于0的数属于正数,所以$\sqrt{3},0.1^2,\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.21212121···,0.1010010001···$(每相邻两个1之间依次多1个0)$,\dfrac{π}{4}$都属于正数;
4. 整数:正整数、0、负整数统称为整数,所以$0,-2,\sqrt{4}$都属于整数。
【答案】
有理数:$\{0,-2,0.1^2,-\sqrt[3]{\dfrac{8}{27}},\sqrt{4},1.21212121···,\dfrac{22}{7},···\}$;
无理数:$\{\sqrt{3},-\sqrt{27},\dfrac{\sqrt{3}}{2},0.1010010001···(每相邻两个1之间依次多1个0),\dfrac{π}{4},···\}$;
正数:$\{\sqrt{3},0.1^2,\sqrt{4},\dfrac{22}{7},\dfrac{\sqrt{3}}{2},1.21212121···,\dfrac{π}{4},0.1010010001···(每相邻两个1之间依次多1个0),···\}$;
整数:$\{0,-2,\sqrt{4},···\}$.
【知识点】
实数的分类;有理数的概念;无理数的概念
【点评】
本题考查实数的相关分类,解题的关键是先化简所有能化简的数,再准确把握各类数的定义,注意带根号的数不一定是无理数,只有开方开不尽的数才是无理数,同时要区分无限循环小数和无限不循环小数的归属。
【难度系数】
0.7
22. 有理数$a,b,c$在数轴上的位置如图所示.
(1)用“>”或“<”填空:$c - b$
$a + b$
(2)化简:$|c - b| + 2|a + b| - |a - c|$.

(1)用“>”或“<”填空:$c - b$
>
$0$,$a + b$
<
$0$, $a - c$ <
$0$;(2)化简:$|c - b| + 2|a + b| - |a - c|$.
答案
22.(1)> < < [解析]
∵a<0<b<c,|a|>|b|,
∴c−b>0,a+b<0,a−c<0.
(2)
∵c−b>0,a+b<0,a−c<0,
∴|c−b|+2|a+b|−|a−c|
=c−b−2(a+b)+(a−c)
=c−b−2a−2b+a−c=−a−3b.
∵a<0<b<c,|a|>|b|,
∴c−b>0,a+b<0,a−c<0.
(2)
∵c−b>0,a+b<0,a−c<0,
∴|c−b|+2|a+b|−|a−c|
=c−b−2(a+b)+(a−c)
=c−b−2a−2b+a−c=−a−3b.
解析
【分析】首先根据数轴的性质:数轴上右侧的数大于左侧的数,可判断出$a<0<b<c$,且$a$到原点的距离大于$b$到原点的距离,即$\vert a\vert>\vert b\vert$。第一问可结合数的大小关系直接判断代数式的正负;第二问先根据第一问得到的各代数式的正负,利用绝对值的性质去掉绝对值符号,再按整式加减的运算法则去括号、合并同类项即可完成化简。
【解析】
(1) 由数轴可知$a<0<b<c$,且$\vert a\vert>\vert b\vert$:
因为$c>b$,所以$c-b>0$;
因为$a$为负数,且$\vert a\vert>\vert b\vert$,异号两数相加取绝对值更大的数的符号,所以$a+b<0$;
因为$a<c$,所以$a-c<0$。
(2) 结合(1)的结论,根据绝对值的性质:正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数,可得:
$\begin{aligned}\vert c-b\vert + 2\vert a+b\vert - \vert a-c\vert&=(c-b)+2×[-(a+b)] - [-(a-c)]\\&=c-b-2(a+b)+(a-c)\\&=c-b-2a-2b+a-c\\&=-a-3b\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boxed{>}$;$\boxed{<}$;$\boxed{<}$
(2) $\boxed{-a-3b}$
【知识点】
数轴的应用;绝对值的性质;整式的加减
【点评】
本题是数轴与代数式化简结合的经典题型,解题核心是先通过数轴准确判断数的大小关系和相关代数式的正负,再正确运用绝对值的性质去符号,最后按整式加减规则运算即可,能够很好地考查数形结合的思维能力。
【难度系数】
0.7
【解析】
(1) 由数轴可知$a<0<b<c$,且$\vert a\vert>\vert b\vert$:
因为$c>b$,所以$c-b>0$;
因为$a$为负数,且$\vert a\vert>\vert b\vert$,异号两数相加取绝对值更大的数的符号,所以$a+b<0$;
因为$a<c$,所以$a-c<0$。
(2) 结合(1)的结论,根据绝对值的性质:正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数,可得:
$\begin{aligned}\vert c-b\vert + 2\vert a+b\vert - \vert a-c\vert&=(c-b)+2×[-(a+b)] - [-(a-c)]\\&=c-b-2(a+b)+(a-c)\\&=c-b-2a-2b+a-c\\&=-a-3b\end{aligned}$
【答案】
(1) $\boxed{>}$;$\boxed{<}$;$\boxed{<}$
(2) $\boxed{-a-3b}$
【知识点】
数轴的应用;绝对值的性质;整式的加减
【点评】
本题是数轴与代数式化简结合的经典题型,解题核心是先通过数轴准确判断数的大小关系和相关代数式的正负,再正确运用绝对值的性质去符号,最后按整式加减规则运算即可,能够很好地考查数形结合的思维能力。
【难度系数】
0.7
23. 如图,已知实数$a(a>0)$在数轴上对应的位置为点 P.现对点 P 进行如下操作:先把点 P 沿数轴以每秒1个单位的速度向左移动$t(t>0)$秒,再把所得到的点沿数轴以每秒2个单位的速度向右移动$a$秒,得到点$P'$.我们把这样的操作称为点 P 的“回移”,点$P'$为点 P 的“回移点”.
(1)当$t=2$时,
①若$a=4$,求点 P 的回移点$P'$表示的实数;
②若回移点$P'$与点 P 恰好重合,求$a$的值.
(2)是否存在这样的情况:原点 O,点 P 及其回移点$P'$中,一个点是以另外两点为端点的线段的三等分点?若存在,请用含$a$的代数式表示$t$;若不存在,请说明理由.

(1)当$t=2$时,
①若$a=4$,求点 P 的回移点$P'$表示的实数;
②若回移点$P'$与点 P 恰好重合,求$a$的值.
(2)是否存在这样的情况:原点 O,点 P 及其回移点$P'$中,一个点是以另外两点为端点的线段的三等分点?若存在,请用含$a$的代数式表示$t$;若不存在,请说明理由.
答案
23.(1)①当t=2,a=4时,回移点P'表示的实数是4−2×1+2×4=10.
②当t=2时,回移点P'表示的实数是a−2×1+2a=3a−2.
∵回移点P'与点P恰好重合,
∴3a−2=a,解得a=1.故a的值是1.
(2)存在原点O,点P及其回移点P'中,一个点是以另外两点为端点的线段的三等分点.理由如下:
根据题意,得点P表示的数是a,点O表示的数是0,点P'表示的数是a−t+2a=3a−t,
∴OP=a,OP'=|3a−t|,PP'=|2a−t|.
当O为PP'的三等分点时,OP'=2OP或OP'=$\dfrac{1}{2}$OP,
∴|3a−t|=2a或$|3a−t|=\dfrac{1}{2}a$,解得t=a(不符合题意,舍去)或t=5a或$t=\dfrac{5}{2}a$(不符合题意,舍去)或$t=\dfrac{7}{2}a$;
当P'是OP的三等分点时,OP'=2PP'或OP'=$\dfrac{1}{2}PP'$,
∴$|3a−t|=2|2a−t|$或$|3a−t|=\dfrac{1}{2}|2a−t|$,解得t=a(不符合题意,舍去)或$t=\dfrac{7}{3}a$或t=4a(不符合题意,舍去)或$t=\dfrac{8}{3}a$;
当P为OP'的三等分点时,OP=2PP'或OP=$\dfrac{1}{2}PP'$,
∴$a=2|2a−t|$或$a=\dfrac{1}{2}|2a−t|$,解得$t=\dfrac{3}{2}a$或$t=\dfrac{5}{2}a$(不符合题意,舍去)或t=4a(不符合题意,舍去)或t=0(不符合题意,舍去).
综上所述,$t=5a$或$t=\dfrac{7}{2}a$或$t=\dfrac{7}{3}a$或$t=\dfrac{8}{3}a$或$t=\dfrac{3}{2}a$.
②当t=2时,回移点P'表示的实数是a−2×1+2a=3a−2.
∵回移点P'与点P恰好重合,
∴3a−2=a,解得a=1.故a的值是1.
(2)存在原点O,点P及其回移点P'中,一个点是以另外两点为端点的线段的三等分点.理由如下:
根据题意,得点P表示的数是a,点O表示的数是0,点P'表示的数是a−t+2a=3a−t,
∴OP=a,OP'=|3a−t|,PP'=|2a−t|.
当O为PP'的三等分点时,OP'=2OP或OP'=$\dfrac{1}{2}$OP,
∴|3a−t|=2a或$|3a−t|=\dfrac{1}{2}a$,解得t=a(不符合题意,舍去)或t=5a或$t=\dfrac{5}{2}a$(不符合题意,舍去)或$t=\dfrac{7}{2}a$;
当P'是OP的三等分点时,OP'=2PP'或OP'=$\dfrac{1}{2}PP'$,
∴$|3a−t|=2|2a−t|$或$|3a−t|=\dfrac{1}{2}|2a−t|$,解得t=a(不符合题意,舍去)或$t=\dfrac{7}{3}a$或t=4a(不符合题意,舍去)或$t=\dfrac{8}{3}a$;
当P为OP'的三等分点时,OP=2PP'或OP=$\dfrac{1}{2}PP'$,
∴$a=2|2a−t|$或$a=\dfrac{1}{2}|2a−t|$,解得$t=\dfrac{3}{2}a$或$t=\dfrac{5}{2}a$(不符合题意,舍去)或t=4a(不符合题意,舍去)或t=0(不符合题意,舍去).
综上所述,$t=5a$或$t=\dfrac{7}{2}a$或$t=\dfrac{7}{3}a$或$t=\dfrac{8}{3}a$或$t=\dfrac{3}{2}a$.
解析
【分析】
本题是结合新定义的数轴动点问题,解题思路如下:
1. 先明确“回移”的运算规则:点P向左移动t秒(每秒1个单位),对应数减去t,再向右移动a秒(每秒2个单位),对应数再加2a,由此可推导出回移点$P'$表示的数的通用表达式。
2. 第(1)小问①直接代入$t=2$、$a=4$到表达式中计算即可;②回移点与P重合说明两点表示的数相等,列一元一次方程求解a。
3. 第(2)小问是三等分点的分类讨论问题,分别考虑O是$PP'$的三等分点、$P'$是$OP$的三等分点、P是$OP'$的三等分点三种大情况,每种大情况再分靠近线段两个端点的两种三等分情形,结合线段长度列绝对值方程求解,最后舍去不符合$t>0$及位置逻辑的解即可。
【解析】
(1) 根据题意,点P表示的数为a,回移点$P'$表示的数为:$a - t + 2a = 3a - t$。
① 当$t=2$,$a=4$时,代入得:$3×4 - 2=10$。
② 当$t=2$时,$P'$表示的数为$3a - 2$,若$P'$与P重合,则:
$3a - 2 = a$
移项得$2a=2$,解得$a=1$。
(2) 存在符合条件的情况,理由如下:
由题可知:点O表示的数为0,点P表示的数为a,点$P'$表示的数为$3a - t$,因此三条线段长度为:$OP=a$,$OP'=|3a - t|$,$PP'=|3a - t - a|=|2a - t|$,分三类讨论:
1. 当O为线段$PP'$的三等分点时:
情况1:$OP'=2OP$,即$|3a - t|=2a$,解得$t=a$(不符合三等分位置要求,舍去)或$t=5a$;
情况2:$OP'=\frac{1}{2}OP$,即$|3a - t|=\frac{1}{2}a$,解得$t=\frac{5}{2}a$(不符合三等分位置要求,舍去)或$t=\frac{7}{2}a$。
2. 当$P'$为线段$OP$的三等分点时:
情况1:$OP'=2PP'$,即$|3a - t|=2|2a - t|$,解得$t=a$(不符合要求,舍去)或$t=\frac{7}{3}a$;
情况2:$OP'=\frac{1}{2}PP'$,即$|3a - t|=\frac{1}{2}|2a - t|$,解得$t=4a$(不符合要求,舍去)或$t=\frac{8}{3}a$。
3. 当P为线段$OP'$的三等分点时:
情况1:$OP=2PP'$,即$a=2|2a - t|$,解得$t=\frac{3}{2}a$或$t=\frac{5}{2}a$(不符合要求,舍去);
情况2:$OP=\frac{1}{2}PP'$,即$a=\frac{1}{2}|2a - t|$,解得$t=0$($t>0$舍去)或$t=4a$(不符合要求,舍去)。
综上,符合条件的t值共5种。
【答案】
(1)①$\boxed{10}$;②$\boxed{1}$;
(2)存在,t的值为$\boxed{5a}$或$\boxed{\dfrac{7}{2}a}$或$\boxed{\dfrac{7}{3}a}$或$\boxed{\dfrac{8}{3}a}$或$\boxed{\dfrac{3}{2}a}$。
【知识点】
数轴动点问题,一元一次方程应用,线段三等分点
【点评】
本题属于新定义综合题,考察了数轴上点的平移规律、分类讨论思想的应用,解题时要注意对三等分点的所有可能情况进行逐一分析,同时要检验解是否符合题意,避免漏解或错解。
【难度系数】
0.3
本题是结合新定义的数轴动点问题,解题思路如下:
1. 先明确“回移”的运算规则:点P向左移动t秒(每秒1个单位),对应数减去t,再向右移动a秒(每秒2个单位),对应数再加2a,由此可推导出回移点$P'$表示的数的通用表达式。
2. 第(1)小问①直接代入$t=2$、$a=4$到表达式中计算即可;②回移点与P重合说明两点表示的数相等,列一元一次方程求解a。
3. 第(2)小问是三等分点的分类讨论问题,分别考虑O是$PP'$的三等分点、$P'$是$OP$的三等分点、P是$OP'$的三等分点三种大情况,每种大情况再分靠近线段两个端点的两种三等分情形,结合线段长度列绝对值方程求解,最后舍去不符合$t>0$及位置逻辑的解即可。
【解析】
(1) 根据题意,点P表示的数为a,回移点$P'$表示的数为:$a - t + 2a = 3a - t$。
① 当$t=2$,$a=4$时,代入得:$3×4 - 2=10$。
② 当$t=2$时,$P'$表示的数为$3a - 2$,若$P'$与P重合,则:
$3a - 2 = a$
移项得$2a=2$,解得$a=1$。
(2) 存在符合条件的情况,理由如下:
由题可知:点O表示的数为0,点P表示的数为a,点$P'$表示的数为$3a - t$,因此三条线段长度为:$OP=a$,$OP'=|3a - t|$,$PP'=|3a - t - a|=|2a - t|$,分三类讨论:
1. 当O为线段$PP'$的三等分点时:
情况1:$OP'=2OP$,即$|3a - t|=2a$,解得$t=a$(不符合三等分位置要求,舍去)或$t=5a$;
情况2:$OP'=\frac{1}{2}OP$,即$|3a - t|=\frac{1}{2}a$,解得$t=\frac{5}{2}a$(不符合三等分位置要求,舍去)或$t=\frac{7}{2}a$。
2. 当$P'$为线段$OP$的三等分点时:
情况1:$OP'=2PP'$,即$|3a - t|=2|2a - t|$,解得$t=a$(不符合要求,舍去)或$t=\frac{7}{3}a$;
情况2:$OP'=\frac{1}{2}PP'$,即$|3a - t|=\frac{1}{2}|2a - t|$,解得$t=4a$(不符合要求,舍去)或$t=\frac{8}{3}a$。
3. 当P为线段$OP'$的三等分点时:
情况1:$OP=2PP'$,即$a=2|2a - t|$,解得$t=\frac{3}{2}a$或$t=\frac{5}{2}a$(不符合要求,舍去);
情况2:$OP=\frac{1}{2}PP'$,即$a=\frac{1}{2}|2a - t|$,解得$t=0$($t>0$舍去)或$t=4a$(不符合要求,舍去)。
综上,符合条件的t值共5种。
【答案】
(1)①$\boxed{10}$;②$\boxed{1}$;
(2)存在,t的值为$\boxed{5a}$或$\boxed{\dfrac{7}{2}a}$或$\boxed{\dfrac{7}{3}a}$或$\boxed{\dfrac{8}{3}a}$或$\boxed{\dfrac{3}{2}a}$。
【知识点】
数轴动点问题,一元一次方程应用,线段三等分点
【点评】
本题属于新定义综合题,考察了数轴上点的平移规律、分类讨论思想的应用,解题时要注意对三等分点的所有可能情况进行逐一分析,同时要检验解是否符合题意,避免漏解或错解。
【难度系数】
0.3
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