巧用数轴解决行程问题

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  第一次接触数轴,知道了数轴的三个要素:原点、正方向和单位长度;明白了数轴上的点与数的关系.有些题目只要画出数轴就一目了然,这种解题方法就是数形结合.
  问题1 已知数轴上有顺次三点A、B、C.其中A点坐标为-20,C点坐标为40,一只电子蚂蚁甲从C点出发,以每秒2个单位的速度向左移动.
  (1)当电子蚂蚁甲走到BC的中点D处时,它离A、B两处的距离之和是多少?
  (2)这只电子蚂蚁甲由D点走到BA的中点E处时,需要几秒钟?
  初读这个题目我觉得非常复杂,蚂蚁的移动方向是向左,又有线段的中点,脑袋都快炸了.但是我画完数轴仔细一分析,这不就是一个行程问题嘛!放在数轴的问题背景下,无非就是增加了一个负方向而已,不妨用线段的长度来表示对应点之间的距离.
  解:(1)因为D是BC的中点,所以DB=DC,DA DB=DA DC.因为AC=[-20] [40]=60,所以DA DB=60,即电子蚂蚁甲离A、B的距離之和是60.
  (2)因为E、D分别是AB、BC的中点,所以EB=[12]AB,BD=[12]BC,所以BD EB=[12](AB BC)=30,30÷2=15(秒).
  问题2 已知数轴有三个点A、B、C,其中A点表示的数为20,B点表示的数为80,C点表示的数为90.点P从原点O出发,沿OC方向以1单位/s的速度匀速运动,点Q从点C出发在线段CO上向点O匀速运动(点P、Q分别运动到C、O时停止运动),两点同时出发.
  (1)若点Q运动速度为3单位/s,经过多长的时间P、Q两点相距70?
  (2)当点P运动到线段AB上时,分别取OP和AB的中点E、F,试问[OB-APEF]的值是否发生变化?若变化求范围,若不变化求其值.
  题(1)点P、Q相距70,有可能出现在相遇前或者相遇后,在上述行程问题的基础上,还需要进行分类讨论,情况更为复杂;(2)P的位置也可能出现在点F的两侧,要注意画图观察是否有区别.
  解:(1)设运动时间为t秒,则t 3t=90±70,t=5或40.因为点Q运动到O点停止运动,所以点Q最多运动30s.当点Q到达点O时PQ=OP=30cm,之后点P再运动40s时PQ=OP=70,此时t=70s.故经过5s或70sP、Q两点相距70cm.
  (2)如图:
  设OP=acm,点P在线段AB上,20≤a≤80,OB-AP=80-(a-20)=100-a,EF=OF-OE=(OA [12]AB)-OE=(20 30)-[a2]=50-[a2],所以[OB-APEF]=(100-a)÷(50-[a2])=2.
  数形结合作为一种数学思想方法,广泛应用于“以形助数”和“以数解形”,但这里的“形”不局限于几何图形,比如数轴,在这里就是有效工具.小作者将与之相关的运动问题联想到了行程问题,然后给数轴上的对应线段赋值,直观地阐明了题目中的数量关系,从而解决问题.这种面对问题无惧干扰、究其本质的方法,值得同学们借鉴. (指导教师:黄荷燕)
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