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wanlufei 的试卷七年级数学周练:有理数与整式第 20 / 20 题 · 8 分

二倍点:完整读定义,区分路程与位置

定义比较的是整段与两小段共三条线段;从运动起点写坐标,再找出包括中点在内的全部二倍点。

题目

(2 + 3 + 3 分)如图 1,点 C 在线段 AB 上,图中共有 3 条线段:AB、AC 和 BC。若其中有一条线段的长度是另一条线段长度的两倍,则称点 C 是线段 AB 的“二倍点”。

ACB
图 1(示意图,不表示长度比例)

(1)一条线段的中点是这条线段的“二倍点”吗?

(2)如图 2,点 A 表示数 −10,点 B 表示数 20。若点 M 从点 B 的位置开始,以每秒 3 cm 的速度向点 A 运动,当点 M 到达点 A 时停止运动。设运动的时间为 t 秒。

① 点 M 在运动的过程中表示的数为 ______(用含 t 的代数式表示)。

② 求 t 为何值时,点 M 是线段 AB 的“二倍点”。

A−10C0B20
图 2

先统一长度单位。 现存题干给出的速度是每秒3 cm,计算数轴位置和秒数还需要知道每个数轴单位长多少厘米。下面设每个数轴单位长u厘米,u>0;u=1会单独标为演示假设,不能直接把“3厘米”当成“3个数轴单位”。

答案:(1)是。(2)① M表示的数为20−3t/u,运动范围为0≤t≤10u;② 三个时刻为:

t=10u3,5u,20u3  秒.\boxed{t=\frac{10u}{3},\quad5u,\quad\frac{20u}{3}\;\text{秒}}.

它们对应的数轴位置依次为10、5、0。在演示假设u=1下,位置式为20−3t,三个时刻为10/3秒、5秒、20/3秒;没有确定u的数值,就不能把这组三个秒数当作唯一的数值答案。

(1)中点也是二倍点

在第一问讨论的中点情形中,把中点记为C。中点在线段内部,并把线段分成相等的两段,所以AC=BC。整段由这两小段组成:

AB=AC+BC=2AC=2BC.AB=AC+BC=2AC=2BC.
ACBACBCAB

AC=BC,两小段相加就是AB。

AB=2AC;AB=2BC,所以中点是二倍点。

这是第(1)问的中点示例。此处C没有给数值;图2的C固定表示0,不能把两幅图中的位置混用。

三条线段中,AB是AC的两倍,也是BC的两倍,确实符合定义,答案为是。这里的理由是中点定义,不是凭示意图看出两段一样长。

不要把两个图中的C混在一起。 第一问讨论的是中点这一情形;图2另行标出的固定点C表示0。图2的AB相差30个数轴单位,中点从−10向右走15个单位,表示5。因此图2的C不是中点;它是否符合二倍点定义,还要比较AB、AC、BC。

(2)① 从厘米路程换成数轴位置

t秒走过的路程是3t厘米。每个数轴单位长u厘米,所以走过的数轴单位数为:

3t÷u=3tu.3t\div u=\frac{3t}{u}.

起点B表示20,向左移动会让表示的数减小,因此:

M表示的数为 20−3tu.M\text{表示的数为}\ \boxed{20-\frac{3t}{u}}.

数轴上A、B相差20−(−10)=30个单位,换成实际长度就是30u厘米。以每秒3厘米走完全程,需要30u÷3=10u秒,所以:

0≤t≤10u.\boxed{0\le t\le10u}.

检查两端:t=0时,位置为20,正好在B;t=10u时,位置为20−30=−10,正好到A。3t是厘米路程;3t/u是走过的数轴单位数;20−3t/u才是当前位置。

(2)② 把三条长度写全,再逐组比较

以下长度统一使用厘米。M在线段AB上,因此:

AB=30u,BM=3t,AM=30u−3t.AB=30u,\qquad BM=3t,\qquad AM=30u-3t.

两小段始终满足AM+BM=AB。三条线段每次取两条,还要分清谁是另一条的两倍,共有下面六种有方向的比较。

AB分别是AM、BM的两倍

  • AB=2AM: 30u=2(30u−3t),得6t=30u,所以t=5u。
  • AB=2BM: 30u=2×3t,也得t=5u。

两种关系得到同一个位置:AM=BM=15u厘米,是中点。它们同时成立,但只计一个时刻。

AM和BM互相比较

  • AM=2BM: 30u−3t=2×3t,得9t=30u,所以t=10u/3。此时BM=10u、AM=20u。
  • BM=2AM: 3t=2(30u−3t),得9t=60u,所以t=20u/3。此时BM=20u、AM=10u。

也可以先想长度:短段1份、长段2份,合起来3份是30u厘米,所以每份10u厘米。两小段交换长短时,M的位置不同,这两个时刻都要保留。

AM或BM能是AB的两倍吗?

剩下两种关系是AM=2AB和BM=2AB。M在线段AB上,AM、BM都不超过AB;而AB=30u>0,小段不可能达到整段的两倍。因此这两种关系都不成立。

到达端点时也没有遗漏:在A处,AM=0、BM=AB;在B处,BM=0、AM=AB。长度为0的那段加倍仍为0,两个相等的正长度也不是两倍关系,所以端点都不是二倍点。

代回核对三个时刻与位置

t(秒) M表示的数 AM(cm) BM(cm) 成立的二倍关系
10u/3 10 20u 10u AM=2BM
5u 5 15u 15u AB=2AM=2BM
20u/3 0 10u 20u BM=2AM

因为u>0,三个时刻都在0到10u秒之间。六种比较已经逐一检查,中点的重复结果也只计了一次,所以恰有这三个位置。

最后一个位置是0,即图2的固定点C。此时AC=10u厘米、BC=20u厘米,BC=2AC。图2的C虽然不是中点,仍然是二倍点。

演示假设:每个数轴单位长1厘米

这里只为演示取u=1。每秒3厘米才相当于每秒3个数轴单位,于是:

M=20−3t,0≤t≤10,t=103, 5, 203  秒.M=20-3t,\qquad0\le t\le10,\qquad t=\frac{10}{3},\ 5,\ \frac{20}{3}\;\text{秒}.

位置式中的M表示动点所对应的数。三个时刻从早到晚,对应M从B向左依次经过10、5、0。

当前演示取u=1:每个数轴单位长度为1厘米;速度为3厘米/秒。

M从B向A移动BMAMABA−10C0B20M

空心轮廓是已找到的位置;实心的M才是当前动点。重合时只画一个点,保留各个名字。

题中时间 t=5秒;M表示的数为5。

运动范围:0≤t≤10秒。

AB · 点线:整段
30厘米(30个数轴单位)
AM · 长虚线:剩余段
15厘米(15个数轴单位)
BM · 实线:已走段
15厘米(15个数轴单位)

AM+BM=15+15=30厘米。

此刻成立:AB=2AM;AB=2BM。

数轴按坐标刻度画;长短由同一位置决定。图中t是题目里的运动时间,讲解按关键位置推进,播放进度不当作t。
换单位长度:每个数轴单位改成2厘米,速度仍是每秒3厘米,三个位置和时刻怎样改变?

三个位置仍是10、5、0,因为三段长度的倍数关系没有改变。但各段实际厘米长度都变成原来的2倍,速度没有变,所以到达各位置的时间也加倍。

t=203,10,403  秒,0≤t≤20.t=\frac{20}{3},\quad10,\quad\frac{40}{3}\;\text{秒},\qquad0\le t\le20.

此时位置式为20−3t/2。把这三个时刻分别代入,仍得到10、5、0;不能在单位长度变了以后,仍把3厘米当成3个数轴单位。

**迁移要点:写全新定义的比较对象 → 先统一单位再写位置 → 六种关系逐一检查 → 去掉重复结果并检验范围。**长度换算会改变到达时刻;同一线段上的二倍点位置由长度比例决定。

2022·广西桂林·第12题:中点与全段的两倍关系

(2022·广西桂林·第12题)如图,点C是线段AB的中点,若AC=2 cm,则AB=______cm.

ACB
按原题重绘:A、C、B依次在线段上;C为中点。
展开真题答案与中点理由

填4。C是AB的中点,所以AC=CB=2厘米,AB=AC+CB=2+2=4厘米。也可以写AB=2AC=2×2=4厘米。

本题直接检查中点定义和全段、半段的关系:AB是AC、BC的两倍。它没有动点、速度或单位换算条件,不代替上面动点问题的完整分类。

出处:2022桂林中考数学原卷文本复刻与图。题头、第12题完整题干及A、C、B线段图均已核对;没有选项,原题长度单位为cm。