數軸是非常重要的數學工具,我們有很多問題可以藉助數軸來解決。數軸中有兩類問題需要重點注意,一類是數軸中的摺疊問題,難度不是很大,關鍵在於找準「新」原點;還有一類是數軸中的動點問題,難度較大。
要解決數軸中的摺疊問題,我們需要了解四個知識點。第一,數軸中原點的作用;第二,互為相反數的兩個數的幾何意義;第三,線段中點的作用與中點公式;第四,有理數的加減。
數軸是規定了原點、正方向、單位長度的一條直線,互為相反數的兩個數到原點的距離相等,我們一般將「0」規定為原點。而在摺疊問題中,原點會發生改變,因此我們需要找到「新」原點,兩個數到「新」原點的距離相等。我們先以一道例題來具體看一下如何解決這類問題。
例題1:已知在紙面上有一數軸(如圖),摺疊紙面.例如:若數軸上數2表示的點與數-2表示的點重合,則數軸上數-4表示的點與數4表示的點重合,根據你對例題的理解,解答下列問題:
(1)若數軸上數1表示的點與-1表示的點重合,則數軸上數-5表示的點與數__________表示的點重合.
(2)若數軸上數-3表示的點與數1表示的點重合.
①則數軸上數3表示的點與數 __________表示的點重合.
②若數軸上A、B兩點之間的距離為7(A在B的左側),並且A、B兩點經摺疊後重合,則A、B兩點表示的數分別是__________ .
③若數軸上C、D兩點之間的距離為d,C在D的左側並且C、D兩點經摺疊後重合,求C、D兩點表示的數分別是多少?(用含d的代數式表示)
分析:根據數軸上數1表示的點與-1表示的點重合,得到原點為對稱中心,即以「0」為原點,那麼數軸上數-5表示的點與數5表示的點重合。
那麼怎麼得到這個「原點」的呢?第一種方法,先求出兩點之間的距離,1與-1之間的距離為2,那麼這兩個點到對稱中心的距離都是2÷2=1,可以確定0為原點。第二種方法,可以藉助中點公式,如果點A表示的數為a,點B表示的數為b,那麼AB的中點為:(a+b)/2,比如本題可以得到中點為:(-1+1)÷2=0,那麼求得的中點0即為原點。
若數軸上數-3表示的點與數1表示的點重合,我們藉助上述兩種方法來確定原點。-3與1之間的距離為4,那麼這兩個點到對稱中心的距離為4÷2=2,那麼「新」原點為-1;藉助中點公式得到中點為:(-3+1)÷2=-1,那麼中點-1即為「新」原點。
得到「新」原點後,一切問題都可以解決了,數軸上A、B兩點之間的距離為7,那麼AB之間的距離為7÷2=3.5,即點A與點B到-1的距離都是3.5,且點A在點B的左側,那麼點A表示的數為:-1-3.5=4.5,點B表示的數為-1+3.5=2.5.
根據上述方法,同樣可以得到第三問的結論。CD的一半為d/2,∵C在D的左側,∴C表示的數是-1-d/2,D表示的數是-1+d/2.
例題2:已知在紙面上有一數軸如圖1,根據給出的數軸,解答下面的問題:
(1)請你根據圖中A,B兩點的位置,分別寫出它們所表示的有理數.
(2)請問A,B兩點之間的距離是多少?
(3)在數軸上畫出與點A的距離為2的點(用不同於A,B的其它字母表示),並寫出這些點表示的數.
(4)摺疊紙面.若在數軸上-1表示的點與5表示的點重合,回答以下問題:
①10表示的點與數_________表示的點重合;②若數軸上M、N兩點之間的距離為2018(M在N的左側),且M、N兩點經摺疊後重合,求M、N兩點表示的數是多少?
(5)如圖2,半徑為2的圓周上有一點Q落在數軸上A點處,求將圓在數軸上向右滾動(無滑動)一周後點Q所處的位置的點在數軸上所表示的數.
分析:(1)數軸上原點左側的數為負數,原點右側的數為正數;(2)A、B兩點間的距離可看做兩點表示的數的絕對值的和;(3)與點A距離為2的點,即A左右兩邊距離兩個單位長度的點,也就是表示-1和3的點;(4)①根據中心對稱列式計算即可得解;②根據中點的定義求出MN的一半,然後分別列式計算即可得解;(5)先求出圓的周長,再根據右移加即可得出結論.
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