已知:数轴上AA、BB两点表示的有理数为aa、bb,且(a−1)2+∣b+2∣=0(a-1)^{2}+|b+2|=0. (1)A(1)A、BB各表示哪一个有理数? (2)点CC在数轴上表示的数是cc,且与AA、BB两点的距离和为1111,求多项式a(bc+3)−13c2−3(a−19c2)a(bc+3)- \dfrac {1}{3}c^{2}-3(a- \dfrac {1}{9}c^{2})的值; (3)小蚂蚁甲以11个单位长度//秒的速度从点BB出发向其左边66个单位长度处的一颗饭粒爬去,33秒后位于点AA的小蚂蚁乙收到它的信号,以22个单位长度//秒的速度也迅速爬向饭粒,小蚂蚁甲到达后背着饭粒立即返回,与小蚂蚁乙在数轴上DD点相遇,则点DD表示的有理数是什么?从出发到此时,小蚂蚁甲共用去多少时间?

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完整解法

(1)

1. 根据非负数的性质求出 $a$ 和 $b$ 的值

因为 (a−1)2⩾0(a-1)^{2} \geqslant 0 且 ∣b+2∣⩾0|b+2| \geqslant 0,
由 (a−1)2+∣b+2∣=0(a-1)^{2} + |b+2| = 0 可得:
a−1=0  ⟹  a=1a - 1 = 0 \implies a = 1
b+2=0  ⟹  b=−2b + 2 = 0 \implies b = -2

2. 得出点 $A$ 和点 $B$ 在数轴上对应的有理数

所以点 AA 表示的有理数为 11,点 BB 表示的有理数为 −2-2。

答案

AA 表示的有理数为 11,BB 表示的有理数为 −2-2。

(2)

1. 根据距离条件求出 $c$ 的可能值

点 CC 表示数 cc,与 A(1)A(1)、B(−2)B(-2) 的距离和为 1111,即 ∣c−1∣+∣c−(−2)∣=11|c - 1| + |c - (-2)| = 11。
分情况讨论:
① 当 c>1c > 1 时,(c−1)+(c+2)=11  ⟹  2c+1=11  ⟹  c=5(c - 1) + (c + 2) = 11 \implies 2c + 1 = 11 \implies c = 5;
② 当 c<−2c < -2 时,−(c−1)−(c+2)=11  ⟹  −2c−1=11  ⟹  c=−6-(c - 1) - (c + 2) = 11 \implies -2c - 1 = 11 \implies c = -6;
③ 当 −2⩽c⩽1-2 \leqslant c \leqslant 1 时,∣c−1∣+∣c+2∣=(1−c)+(c+2)=3≠11|c - 1| + |c + 2| = (1 - c) + (c + 2) = 3 \neq 11,无解。
综上,c=5c = 5 或 c=−6c = -6。

2. 化简多项式表达式

将多项式去括号并合并同类项:
a(bc+3)−13c2−3(a−19c2)=abc+3a−13c2−3a+13c2=abca(bc+3) - \frac{1}{3}c^{2} - 3\left(a - \frac{1}{9}c^{2}\right) = abc + 3a - \frac{1}{3}c^{2} - 3a + \frac{1}{3}c^{2} = abc

3. 代入 $a, b, c$ 的值计算多项式的结果

代入 a=1,b=−2a = 1, b = -2,得 abc=1×(−2)×c=−2cabc = 1 \times (-2) \times c = -2c。
当 c=5c = 5 时,−2c=−2×5=−10-2c = -2 \times 5 = -10;
当 c=−6c = -6 时,−2c=−2×(−6)=12-2c = -2 \times (-6) = 12。

答案

当 c=5c = 5 时,多项式的值为 −10-10;当 c=−6c = -6 时,多项式的值为 1212。

(3)

1. 确定饭粒的位置

点 BB 表示 −2-2,饭粒在点 BB 左边 66 个单位长度处,故饭粒所在位置为 −2−6=−8-2 - 6 = -8。

2. 分析蚂蚁甲与蚂蚁乙在甲到达饭粒时的位置

蚂蚁甲从 B(−2)B(-2) 出发到达饭粒 (−8)(-8) 所需时间为 61=6\dfrac{6}{1} = 6 秒。
在甲出发 66 秒时:

  • 甲已到达饭粒处 (−8)(-8);
  • 乙已爬行了 6−3=36 - 3 = 3 秒,爬行距离为 3×2=63 \times 2 = 6 个单位长度,从 A(1)A(1) 向左爬行到达 1−6=−51 - 6 = -5 处。

3. 计算甲返回后与乙相遇的时间及点 $D$ 的位置

在 t=6t = 6 秒时,甲位于 −8-8,乙位于 −5-5,两人相距 ∣−8−(−5)∣=3|-8 - (-5)| = 3 个单位长度。
此时甲背着饭粒向右返回,速度为 11 单位/秒;乙继续向左爬行,速度为 22 单位/秒。
两人相向而行,相遇所需额外时间为 31+2=1\dfrac{3}{1 + 2} = 1 秒。
因此,小蚂蚁甲从出发到相遇共用去时间 6+1=76 + 1 = 7 秒。
在后 11 秒内,甲从 −8-8 向右爬行 11 个单位长度,故相遇点 DD 表示的有理数为 −8+1=−7-8 + 1 = -7。(或乙共爬行 7−3=47 - 3 = 4 秒,位置为 1−4×2=−71 - 4 \times 2 = -7)。

答案

点 DD 表示的有理数是 −7-7,从出发到此时,小蚂蚁甲共用去 77 秒时间。

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