在数学学习中,数轴是一个非常基础且重要的工具,它能够直观地表示数字的大小关系以及位置变化。而动态点问题是数轴应用中的一个有趣又具挑战性的部分,通常涉及到点的移动规律、时间与位置的关系等。这类题目不仅考察了学生对数轴的理解,还锻炼了解决实际问题的能力。接下来,我们将通过一道例题来具体分析如何解决此类问题。
例题:
已知点P从数轴上的原点出发,以每秒2个单位长度的速度向右匀速运动;同时,点Q从数轴上表示-6的位置出发,以每秒3个单位长度的速度向右匀速运动。问经过多少秒后,点P与点Q之间的距离为4个单位长度?
解题思路:
1. 设定变量:
设经过t秒后,点P和点Q分别到达的位置分别为x₁和x₂。
- 点P的初始位置为0,速度为2,因此其位置公式为:
\[
x_1 = 2t
\]
- 点Q的初始位置为-6,速度为3,因此其位置公式为:
\[
x_2 = -6 + 3t
\]
2. 计算两点间的距离:
数轴上两点之间的距离可以通过绝对值表示为:
\[
|x_1 - x_2| = 4
\]
将x₁和x₂代入,得到:
\[
|(2t) - (-6 + 3t)| = 4
\]
化简后得:
\[
|2t + 6 - 3t| = 4
\]
即:
\[
|-t + 6| = 4
\]
3. 解方程:
根据绝对值的性质,可以分为两种情况:
- 情况一:\(-t + 6 = 4\)
解得:
\[
t = 2
\]
- 情况二:\(-t + 6 = -4\)
解得:
\[
t = 10
\]
4. 验证结果:
- 当\(t = 2\)时,点P的位置为\(2 \times 2 = 4\),点Q的位置为\(-6 + 3 \times 2 = 0\),两点距离为\(|4 - 0| = 4\),符合题意。
- 当\(t = 10\)时,点P的位置为\(2 \times 10 = 20\),点Q的位置为\(-6 + 3 \times 10 = 24\),两点距离为\(|20 - 24| = 4\),也符合题意。
结论:
经过2秒或10秒后,点P与点Q之间的距离均为4个单位长度。
通过这道例题,我们可以看到动态点问题的关键在于准确建立点的位置表达式,并灵活运用绝对值来处理距离关系。希望同学们在练习过程中能够熟练掌握这种方法!