21 (10分)如图,数轴上有两条线段AB,CD,线段AB的长为3个单位长度,线段CD的长为4个单位长度,线段的端点A,B,C,D在数轴上分别与数-4,-1,2,6对应.将线段AB,CD分别以每秒2个单位长度、每秒1个单位长度的速度沿数轴同时向右移动,设移动时间为t s.
(1)当t=2时,点A表示的数是
(2)移动过程中,若线段AB,CD重叠部分的长为1个单位长度,求t的值.
(3)若M,N是数轴上的两个动点,且M是线段AC的中点,N是线段BD的中点.在移动过程中,当DM=2AN时,直接写出t的值.

(1)当t=2时,点A表示的数是
0
,点D表示的数是8
.(2)移动过程中,若线段AB,CD重叠部分的长为1个单位长度,求t的值.
(3)若M,N是数轴上的两个动点,且M是线段AC的中点,N是线段BD的中点.在移动过程中,当DM=2AN时,直接写出t的值.
答案:21. (1) 0 8 (2) 因为移动时间为 t s,所以点 A 表示的数为 -4+2t,点 B 表示的数为 -1+2t,点 C 表示的数为 2+t,点 D 表示的数为 6+t. 当点 B 在点 C 的右侧且 BC=1 时,-1+2t-(2+t)=1,解得 t=4;当点 D 在点 A 的右侧且 AD=1 时,6+t-(-4+2t)=1,解得 t=9. 所以 t 的值为 4 或 9
(3) $t=12$ 或 $t=\frac{40}{3}$
【解析】由(2)知,点 A 表示的数为 -4+2t,点 B 表示的数为 -1+2t,点 C 表示的数为 2+t,点 D 表示的数为 6+t. 因为 M 是线段 AC 的中点,N 是线段 BD 的中点,所以点 M 表示的数为 $\frac{-4+2t+2+t}{2}=-1+\frac{3}{2}t$,点 N 表示的数为 $\frac{-1+2t+6+t}{2}=\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t$. 根据题意,得 $|6+t-(-1+\frac{3}{2}t)|=2|-4+2t-(\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t)|$,即 $7-\frac{1}{2}t=2(\frac{13}{2}-\frac{1}{2}t)$ 或 $7-\frac{1}{2}t=2(\frac{1}{2}t-\frac{13}{2})$,解得 $t=12$ 或 $t=\frac{40}{3}$.
(3) $t=12$ 或 $t=\frac{40}{3}$
【解析】由(2)知,点 A 表示的数为 -4+2t,点 B 表示的数为 -1+2t,点 C 表示的数为 2+t,点 D 表示的数为 6+t. 因为 M 是线段 AC 的中点,N 是线段 BD 的中点,所以点 M 表示的数为 $\frac{-4+2t+2+t}{2}=-1+\frac{3}{2}t$,点 N 表示的数为 $\frac{-1+2t+6+t}{2}=\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t$. 根据题意,得 $|6+t-(-1+\frac{3}{2}t)|=2|-4+2t-(\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t)|$,即 $7-\frac{1}{2}t=2(\frac{13}{2}-\frac{1}{2}t)$ 或 $7-\frac{1}{2}t=2(\frac{1}{2}t-\frac{13}{2})$,解得 $t=12$ 或 $t=\frac{40}{3}$.
解析:
【分析】
(1)数轴上点向右移动时,移动后表示的数=原数+移动速度×移动时间,代入t=2即可直接计算点A、D对应的数;
(2)首先表示出移动t秒后A、B、C、D四个点对应的数,由于线段AB移动速度比CD快,AB追赶CD的过程中重叠长度为1分两种情况:①点B刚进入CD线段,B超过C1个单位,此时B对应的数减C对应的数等于1;②点A即将离开CD线段,D仅超过A1个单位,此时D对应的数减A对应的数等于1,分别列方程求解即可;
(3)先根据线段中点的计算方法(两点对应数的平均数),求出AC中点M、BD中点N对应的数,再根据数轴上两点距离为两点对应数差的绝对值,结合DM=2AN列绝对值方程,分两种情况去绝对值求解即可。
【解析】
(1) 点A初始对应数为-4,向右移动速度为2单位/秒,t秒后对应数为$-4+2t$,当t=2时,$-4+2×2=0$;
点D初始对应数为6,向右移动速度为1单位/秒,t秒后对应数为$6+t$,当t=2时,$6+2=8$。
(2) 移动t秒后,各点对应数为:$A:-4+2t$,$B:-1+2t$,$C:2+t$,$D:6+t$。
重叠部分长为1时分两种情况:
①当点B在点C右侧,且$BC=1$时:
$-1+2t-(2+t)=1$
解得$t=4$;
②当点A在点D左侧,且$AD=1$时:
$6+t-(-4+2t)=1$
解得$t=9$;
综上,t的值为4或9。
(3) 因为M是AC的中点,所以M对应的数为$\frac{(-4+2t)+(2+t)}{2}=-1+\frac{3}{2}t$;
因为N是BD的中点,所以N对应的数为$\frac{(-1+2t)+(6+t)}{2}=\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t$;
$DM=|(6+t)-(-1+\frac{3}{2}t)|=|7-\frac{1}{2}t|$,$AN=|(-4+2t)-(\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t)|=|\frac{1}{2}t-\frac{13}{2}|$,
根据$DM=2AN$得:
$|7-\frac{1}{2}t|=2×|\frac{1}{2}t-\frac{13}{2}|$
分两种情况求解:
情况1:$7-\frac{1}{2}t=2×(\frac{13}{2}-\frac{1}{2}t)$,解得$t=12$;
情况2:$7-\frac{1}{2}t=2×(\frac{1}{2}t-\frac{13}{2})$,解得$t=\frac{40}{3}$。
【答案】
(1) $\boxed{0}$,$\boxed{8}$;(2) $\boxed{t=4}$或$\boxed{t=9}$;(3) $\boxed{t=12}$或$\boxed{t=\frac{40}{3}}$
【知识点】
数轴动点问题,数轴两点距离,线段中点计算
【点评】
本题是数轴动点综合题,考查了运动过程中点的坐标表示、线段长度计算和分类讨论思想,解题时要注意运动过程的多种可能性和绝对值方程的多解性,避免漏解。
【难度系数】
0.55
(1)数轴上点向右移动时,移动后表示的数=原数+移动速度×移动时间,代入t=2即可直接计算点A、D对应的数;
(2)首先表示出移动t秒后A、B、C、D四个点对应的数,由于线段AB移动速度比CD快,AB追赶CD的过程中重叠长度为1分两种情况:①点B刚进入CD线段,B超过C1个单位,此时B对应的数减C对应的数等于1;②点A即将离开CD线段,D仅超过A1个单位,此时D对应的数减A对应的数等于1,分别列方程求解即可;
(3)先根据线段中点的计算方法(两点对应数的平均数),求出AC中点M、BD中点N对应的数,再根据数轴上两点距离为两点对应数差的绝对值,结合DM=2AN列绝对值方程,分两种情况去绝对值求解即可。
【解析】
(1) 点A初始对应数为-4,向右移动速度为2单位/秒,t秒后对应数为$-4+2t$,当t=2时,$-4+2×2=0$;
点D初始对应数为6,向右移动速度为1单位/秒,t秒后对应数为$6+t$,当t=2时,$6+2=8$。
(2) 移动t秒后,各点对应数为:$A:-4+2t$,$B:-1+2t$,$C:2+t$,$D:6+t$。
重叠部分长为1时分两种情况:
①当点B在点C右侧,且$BC=1$时:
$-1+2t-(2+t)=1$
解得$t=4$;
②当点A在点D左侧,且$AD=1$时:
$6+t-(-4+2t)=1$
解得$t=9$;
综上,t的值为4或9。
(3) 因为M是AC的中点,所以M对应的数为$\frac{(-4+2t)+(2+t)}{2}=-1+\frac{3}{2}t$;
因为N是BD的中点,所以N对应的数为$\frac{(-1+2t)+(6+t)}{2}=\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t$;
$DM=|(6+t)-(-1+\frac{3}{2}t)|=|7-\frac{1}{2}t|$,$AN=|(-4+2t)-(\frac{5}{2}+\frac{3}{2}t)|=|\frac{1}{2}t-\frac{13}{2}|$,
根据$DM=2AN$得:
$|7-\frac{1}{2}t|=2×|\frac{1}{2}t-\frac{13}{2}|$
分两种情况求解:
情况1:$7-\frac{1}{2}t=2×(\frac{13}{2}-\frac{1}{2}t)$,解得$t=12$;
情况2:$7-\frac{1}{2}t=2×(\frac{1}{2}t-\frac{13}{2})$,解得$t=\frac{40}{3}$。
【答案】
(1) $\boxed{0}$,$\boxed{8}$;(2) $\boxed{t=4}$或$\boxed{t=9}$;(3) $\boxed{t=12}$或$\boxed{t=\frac{40}{3}}$
【知识点】
数轴动点问题,数轴两点距离,线段中点计算
【点评】
本题是数轴动点综合题,考查了运动过程中点的坐标表示、线段长度计算和分类讨论思想,解题时要注意运动过程的多种可能性和绝对值方程的多解性,避免漏解。
【难度系数】
0.55
22 (10分)定义:若两个角的和为$60°$,则称这两个角互为“幸运角”.已知$∠ AOB=α$($α$大于$0°$且小于$30°$),$∠ AOB$与$∠ AOC$互为“幸运角”,$∠ AOB$与$∠ AOD$互补(本题所研究的角均大于$0°$且小于$180°$).
(1) 如图,当$OB$在$∠ AOC$的内部,且点$B,D$在$OA$的同侧时.
① 若$∠ BOC=10°$,则$α=$
② 若射线$OM$在$∠ AOD$的内部,且满足$∠ DOM=2∠ AOM$,求$∠ COM$的度数(用含$α$的式子表示).
(2) 求出$∠ COD$所有可能的度数(用含$α$的式子表示).

(1) 如图,当$OB$在$∠ AOC$的内部,且点$B,D$在$OA$的同侧时.
① 若$∠ BOC=10°$,则$α=$
25°
;② 若射线$OM$在$∠ AOD$的内部,且满足$∠ DOM=2∠ AOM$,求$∠ COM$的度数(用含$α$的式子表示).
(2) 求出$∠ COD$所有可能的度数(用含$α$的式子表示).
答案:
22. (1) ① 25° ② 因为∠AOB 与∠AOD 互补,∠AOB=α,所以∠AOD=180°-α. 因为∠AOB 与∠AOC 互为“幸运角”,所以∠AOB+∠AOC=60°. 所以∠AOC=60°-α. 因为射线 OM 在∠AOD 的内部,且满足∠DOM=2∠AOM,所以∠AOM=$\frac{1}{3}$∠AOD=$\frac{1}{3}(180°-α)=60°-\frac{1}{3}α$. 所以∠AOC<∠AOM. 所以∠COM=∠AOM-∠AOC=$(60°-\frac{1}{3}α)-(60°-α)=\frac{2}{3}α$
(2) 当 OB 在∠AOC 的内部,点 B,D 在 OA 的同侧时,∠COD=∠AOD-∠AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°;当 OB 在∠AOC 的内部,点 B,D 在 OA 的两侧时,如图①,∠COD=360°-(∠AOC+∠AOD)=360°-[(60°-α)+(180°-α)]=120°+2α;当 OB 在∠AOC 的外部,点 B,D 在 OA 的同侧时,如图②,∠COD=360°-(∠AOC+∠AOD)=360°-[(60°-α)+(180°-α)]=120°+2α;当 OB 在∠AOC 的外部,点 B,D 在 OA 的两侧时,如图③,∠COD=∠AOD-∠AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°. 综上所述,∠COD 所有可能的度数是 120°或 120°+2α


22. (1) ① 25° ② 因为∠AOB 与∠AOD 互补,∠AOB=α,所以∠AOD=180°-α. 因为∠AOB 与∠AOC 互为“幸运角”,所以∠AOB+∠AOC=60°. 所以∠AOC=60°-α. 因为射线 OM 在∠AOD 的内部,且满足∠DOM=2∠AOM,所以∠AOM=$\frac{1}{3}$∠AOD=$\frac{1}{3}(180°-α)=60°-\frac{1}{3}α$. 所以∠AOC<∠AOM. 所以∠COM=∠AOM-∠AOC=$(60°-\frac{1}{3}α)-(60°-α)=\frac{2}{3}α$
(2) 当 OB 在∠AOC 的内部,点 B,D 在 OA 的同侧时,∠COD=∠AOD-∠AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°;当 OB 在∠AOC 的内部,点 B,D 在 OA 的两侧时,如图①,∠COD=360°-(∠AOC+∠AOD)=360°-[(60°-α)+(180°-α)]=120°+2α;当 OB 在∠AOC 的外部,点 B,D 在 OA 的同侧时,如图②,∠COD=360°-(∠AOC+∠AOD)=360°-[(60°-α)+(180°-α)]=120°+2α;当 OB 在∠AOC 的外部,点 B,D 在 OA 的两侧时,如图③,∠COD=∠AOD-∠AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°. 综上所述,∠COD 所有可能的度数是 120°或 120°+2α
解析:
【分析】
首先明确题目新定义:和为60°的两个角互为“幸运角”,互补即两角和为180°,这是解题的核心依据。
(1)① 已知OB在∠AOC内部,因此∠AOC=∠AOB+∠BOC,结合“幸运角”的定义,∠AOB与∠AOC的和为60°,代入已知∠BOC=10°建立关于α的方程即可求解。
② 先根据互补的定义求出∠AOD的度数,再根据“幸运角”定义求出∠AOC的度数;接下来根据∠DOM和∠AOM的比例关系求出∠AOM的度数,最后根据角的位置关系,用∠AOM减去∠AOC即可得到∠COM的度数。
(2) 需分类讨论两类位置情况:一是OB在∠AOC内部还是外部,二是点B、D在OA的同侧还是两侧,共四种位置组合,分别根据角的和差关系计算∠COD,最后合并相同结果即可。
【解析】
(1) ① 因为OB在∠AOC内部,所以$∠ AOC=∠ AOB+∠ BOC=α+10°$,
又因为∠AOB与∠AOC互为“幸运角”,所以$∠ AOB+∠ AOC=60°$,
代入得:$α+(α+10°)=60°$,解得$α=25°$。
② 因为∠AOB与∠AOD互补,$∠ AOB=α$,所以$∠ AOD=180°-α$。
因为∠AOB与∠AOC互为“幸运角”,所以$∠ AOB+∠ AOC=60°$,因此$∠ AOC=60°-α$。
已知射线OM在∠AOD内部,且$∠ DOM=2∠ AOM$,所以$∠ AOM=\frac{1}{3}∠ AOD=\frac{1}{3}(180°-α)=60°-\frac{1}{3}α$。
由$0°<α<30°$,可知$∠ AOC<∠ AOM$,因此OC在∠AOM内部,
所以$∠ COM=∠ AOM-∠ AOC=(60°-\frac{1}{3}α)-(60°-α)=\frac{2}{3}α$。
(2) 分四种情况讨论:
1. 当OB在∠AOC内部,点B、D在OA同侧时:
$∠ COD=∠ AOD-∠ AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°$;
2. 当OB在∠AOC内部,点B、D在OA两侧时,如图①:
$∠ COD=360°-(∠ AOC+∠ AOD)=360°-[(60°-α)+(180°-α)]=120°+2α$;
3. 当OB在∠AOC外部,点B、D在OA同侧时,如图②:
$∠ COD=360°-(∠ AOC+∠ AOD)=360°-[(60°+α)+(180°-α)]=120°+2α$;
4. 当OB在∠AOC外部,点B、D在OA两侧时,如图③:
$∠ COD=∠ AOD-∠ AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°$。
综上,∠COD有两种可能的度数。
【答案】
(1) ① $\boxed{25°}$;② $\boxed{\frac{2}{3}α}$
(2) $∠ COD$所有可能的度数是$\boxed{120°}$或$\boxed{120°+2α}$


【知识点】
新定义问题,角的和差计算,分类讨论思想
【点评】
本题结合新定义考查角的计算,解题的关键是准确理解“幸运角”的定义,同时需要根据射线的不同位置分类讨论,避免漏算位置情况导致错解。
【难度系数】
0.6
首先明确题目新定义:和为60°的两个角互为“幸运角”,互补即两角和为180°,这是解题的核心依据。
(1)① 已知OB在∠AOC内部,因此∠AOC=∠AOB+∠BOC,结合“幸运角”的定义,∠AOB与∠AOC的和为60°,代入已知∠BOC=10°建立关于α的方程即可求解。
② 先根据互补的定义求出∠AOD的度数,再根据“幸运角”定义求出∠AOC的度数;接下来根据∠DOM和∠AOM的比例关系求出∠AOM的度数,最后根据角的位置关系,用∠AOM减去∠AOC即可得到∠COM的度数。
(2) 需分类讨论两类位置情况:一是OB在∠AOC内部还是外部,二是点B、D在OA的同侧还是两侧,共四种位置组合,分别根据角的和差关系计算∠COD,最后合并相同结果即可。
【解析】
(1) ① 因为OB在∠AOC内部,所以$∠ AOC=∠ AOB+∠ BOC=α+10°$,
又因为∠AOB与∠AOC互为“幸运角”,所以$∠ AOB+∠ AOC=60°$,
代入得:$α+(α+10°)=60°$,解得$α=25°$。
② 因为∠AOB与∠AOD互补,$∠ AOB=α$,所以$∠ AOD=180°-α$。
因为∠AOB与∠AOC互为“幸运角”,所以$∠ AOB+∠ AOC=60°$,因此$∠ AOC=60°-α$。
已知射线OM在∠AOD内部,且$∠ DOM=2∠ AOM$,所以$∠ AOM=\frac{1}{3}∠ AOD=\frac{1}{3}(180°-α)=60°-\frac{1}{3}α$。
由$0°<α<30°$,可知$∠ AOC<∠ AOM$,因此OC在∠AOM内部,
所以$∠ COM=∠ AOM-∠ AOC=(60°-\frac{1}{3}α)-(60°-α)=\frac{2}{3}α$。
(2) 分四种情况讨论:
1. 当OB在∠AOC内部,点B、D在OA同侧时:
$∠ COD=∠ AOD-∠ AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°$;
2. 当OB在∠AOC内部,点B、D在OA两侧时,如图①:
$∠ COD=360°-(∠ AOC+∠ AOD)=360°-[(60°-α)+(180°-α)]=120°+2α$;
3. 当OB在∠AOC外部,点B、D在OA同侧时,如图②:
$∠ COD=360°-(∠ AOC+∠ AOD)=360°-[(60°+α)+(180°-α)]=120°+2α$;
4. 当OB在∠AOC外部,点B、D在OA两侧时,如图③:
$∠ COD=∠ AOD-∠ AOC=(180°-α)-(60°-α)=120°$。
综上,∠COD有两种可能的度数。
【答案】
(1) ① $\boxed{25°}$;② $\boxed{\frac{2}{3}α}$
(2) $∠ COD$所有可能的度数是$\boxed{120°}$或$\boxed{120°+2α}$
【知识点】
新定义问题,角的和差计算,分类讨论思想
【点评】
本题结合新定义考查角的计算,解题的关键是准确理解“幸运角”的定义,同时需要根据射线的不同位置分类讨论,避免漏算位置情况导致错解。
【难度系数】
0.6