已知数轴上有A,B,C三点,分别代表-12,-5,5,两只电子蚂蚁甲、乙分别从A,C两点同时出发,甲的速度是每秒2个单位,乙的速度是每秒3个单位 (1)若甲、乙相向而行,问甲、乙在数轴上的哪个点相遇? (2)若甲、乙相向而行,问多少秒后甲到A,B,C的距离和为20个单位? (3)在(2)的条件下,当甲到A,B,C的距离和为20个单位时,甲调头返回,问甲、乙还能在数轴上相遇吗?若能,求出相遇点;若不能,请说明理由.
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完整解法
(1)
1. 分析相遇问题并建立一元一次方程求解相遇时间
设甲、乙行驶 秒时相遇。根据相向而行相遇,两人行驶的路程和等于 A、C 两点之间的距离。
已知 A 点代表 ,C 点代表 ,则 AC 之间的距离为 。
根据题意可得方程:
解得:
2. 求出相遇点在数轴上对应的数
相遇时甲从 A 点向右行驶了:
个单位。
相遇点所对应的数为:
甲、乙在数轴上表示 -5.2 的点相遇。
(2)
1. 设时间变量并用绝对值表示距离之和
设甲运动时间为 秒(),则甲在数轴上表示的数为 。
由于 A、B、C 分别代表 ,甲到 A,B,C 的距离和可表示为:
化简得:
2. 分区间去绝对值并求解方程
由于 ,分以下区间讨论甲的位置:
① 当甲在 A、B 之间,即 (即 )时:
② 当甲在 B、C 之间,即 (即 )时:
③ 当甲在 C 的右侧,即 (即 )时:
(此时 不满足 ,舍去)
3. 汇总得出时间结论
综上所述,当甲运动时间为 2 秒或 5 秒时,甲到 A,B,C 的距离和为 20 个单位。
若甲、乙相向而行,2 秒或 5 秒后甲到 A,B,C 的距离和为 20 个单位。
(3)
1. 讨论甲在 2 秒后调头的情况并求出相遇点
第一种情况:甲在运动 2 秒后调头。
此时甲的位置为:;乙的位置为:。
此时甲在 ,乙在 ,甲调头向左,速度为 2;乙继续向左,速度为 3。
设调头后再经过 秒两只蚂蚁相遇。相遇时它们在数轴上表示的数相同:
解得:
因为 ,符合实际,所以可以相遇。
相遇点为:
2. 讨论甲在 5 秒后调头的情况并进行合理性判定
第二种情况:甲在运动 5 秒后调头。
此时甲的位置为:;乙的位置为:。
此时甲在 ,乙在 ,甲调头向左,速度为 2;乙继续向左,速度为 3。
设调头后再经过 秒两只蚂蚁相遇:
解得:
由于时间 必须大于 0,故 不合题意,舍去。即此种情况下两蚂蚁不能相遇。
3. 总结最终相遇点
综上所述,甲、乙还能在数轴上相遇,相遇点表示的数为 。
甲、乙还能在数轴上相遇,相遇点为 -22。
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