我们把数轴上表示数 的点称为离心点,记作点 ,对于两个不同的点 M 和 N ,若点 M 、 N 到离心点 的距离相等,则称点 M 、 N 互为离心变换点.例如:图 1 中,因为表示数 的点 M 和表示数 1 的点 N ,它们与离心点 的距离都是 2 个单位长度,所以点 M 、 N 互为离心变换点.
( 1 )已知点 A 表示数 a ,点 B 表示数 b ,且点 A 、 B 互为离心变换点.
① 若 ,则 ;若 ,则 a= .
② 用含 a 的式子表示 b ,则 b= .
③ 若把点 A 表示的数乘以 3 ,再把所得数表示的点沿着数轴向左移动 3 个单位长度恰好到点 B ,则点 A 表示的数的相反数是什么?
( 2 )若数轴上的点 P 表示数 m , Q 表示数 m+6 .对 P 点做如下操作:点 P 沿数轴向右移动 k ( k > 0 )个单位长度得到 P 1 , P 2 为 P 1 的离心变换点,点 P 2 沿数轴向右移动 k 个单位长度得到 P 3 , P 4 为 P 3 的离心变换点 … ,依此顺序不断地重复,得到 P 5 , P 6 , … , P n .
① 已知 P 2019 表示的数是 ,求 的值;
② 对 Q 点做如下操作: Q 1 为 Q 的离心变换点,将数轴沿原点对折后 Q 1 的落点为 Q 2 , Q 3 为 Q 2 的离心变换点,将数轴沿原点对折后 Q 3 的落点为 Q 4 , … ,依此顺序不断地重复,得到 Q 5 , Q 6 , … , Q n ,若无论 k 为何值, P n 与 Q n 两点间的距离都是 26 ,求 n 的值.
( 1 ) ①2 ; 2 π ; ② 2 a ; ③ ;( 2 ) ① ; ②20 .
【分析】
( 1 ) ① 根据互为离心变换点的定义可得出 a+b= 2 ,代入数据即可得出结论;
② 根据 a+b= 2 ,变换后即可得出结论;
③ 设点 A 表示的数为 x ,根据点 A 的运动找出点 B ,结合互为离心变换点的定义即可得出关于 x 的一元一次方程,解之即可得出结论;
( 2 )根据点 P n 与点 Q n 的变化找出变化规律 “P 4n =m 、 Q 4n =m+6+4n” ,再根据两点间的距离公式即可得出关于 n 的含绝对值符号的一元一次方程,解之即可得出结论.
【详解】
解:( 1 ) ①∵ 点 A 表示数 a ,点 B 表示数 b ,点 A 与点 B 互为离心变换点,
∵a+b= 2 .
当 a= 4 时, b=2 ;
当 b=π 时, a= 2 π .
故答案为: 2 ; 2 π .
②∵a+b= 2 ,
∴b= 2 a .
故答案为: 2 a .
③ 设点 A 表示的数为 x ,
根据题意得: 3x 3+x= 2 ,
解得: x= .
∴ 点 A 表示的数的相反数是 ;
故答案为: .
( 2 ) ① 由题意可知: P 1 表示的数为 m+k , P 2 表示的数为 2 ( m+k ), P 3 表示的数为 2 m , P 4 表示的数为 m , P 5 表示的数为 m+k , … ,
可知 P 点的运动每 4 次一个循环,
∵2019=504×4+3 , 2020=505×4 ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ;
② 设点 P 表示的数为 m ,则点 Q 表示的数为 m+6 ,
由题意可知: P 1 表示的数为 m+k , P 2 表示的数为 2 ( m+k ), P 3 表示的数为 2 m , P 4 表示的数为 m , P 5 表示的数为 m+k , … ,
Q 1 表示的数为 2 m 6 , Q 2 表示的数为 2+m+6 , Q 3 表示的数为 4 m 6 , Q 4 表示的数为 4+m+6 , Q 5 表示的数为 6 m 6 , Q 6 表示的数为 6+m+6 , … ,
∴P 4n =m , Q 4n =m+6+4n .
令 |m ( m+6+4n ) |=26 ,
即 |6+4n|=26 ,
解得: 4n=20 或 4n= 32 (舍弃).
∴n 的值为 20 .
【点睛】
本题考查了规律型中图形的变化类、数轴以及解一元一次方程,根据互为基准变换点的定义找出 a+b=2 是解题的关键.
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