18. (10分)若关于$x的方程ax + b = 0(a\neq0)的解与关于y的方程cy + d = 0(c\neq0)的解满足\vert x - y\vert = 1$,则称方程$ax + b = 0(a\neq0)与方程cy + d = 0(c\neq0)$是“美好方程”。例如:方程$2x + 1 = 5的解是x = 2$,方程$y - 1 = 0的解是y = 1$,$\vert x - y\vert = 1$,方程$2x + 1 = 5与方程y - 1 = 0$是“美好方程”。
(1)请判断方程$5x - 3 = 2与方程2(y + 1)= 3$是不是“美好方程”,并说明理由;
(2)若关于$x的方程\frac{3x + k}{2}-x = 2k + 1与关于y的方程4y - 1 = 3$是“美好方程”,请求出$k$的值;
(3)若无论$m$取任何有理数,关于$x的方程\frac{2x + ma}{3}-\frac{b}{2}= m(a,b为常数)与关于y的方程y + 1 = 2y - 5$是“美好方程”,求$ab$的值。
答案:(1) 不是.理由如下:因为 $ 5x - 3 = 2 $ 的解为 $ x = 1 $, $ 2(y + 1) = 3 $ 的解为 $ y = \frac{1}{2} $,所以 $ |x - y| = \left|1 - \frac{1}{2}\right| = \frac{1}{2} \neq 1 $,所以方程 $ 5x - 3 = 2 $ 与方程 $ 2(y + 1) = 3 $ 不是“美好方程”. (2) 因为 $ \frac{3x + k}{2} - x = 2k + 1 $ 的解为 $ x = 3k + 2 $, $ 4y - 1 = 3 $ 的解为 $ y = 1 $,且 $ \frac{3x + k}{2} - x = 2k + 1 $ 与 $ 4y - 1 = 3 $ 是“美好方程”,所以 $ |x - y| = |3k + 2 - 1| = 1 $,所以 $ k = 0 $ 或 $ k = -\frac{2}{3} $. (3) 因为 $ y + 1 = 2y - 5 $ 的解为 $ y = 6 $,关于 $ x $ 的方程 $ \frac{2x + ma}{3} - \frac{b}{2} = m $ ($ a,b $ 为常数)与关于 $ y $ 的方程 $ y + 1 = 2y - 5 $ 是“美好方程”,所以 $ |x - y| = 1 $,所以 $ x = 5 $ 或 $ x = 7 $,所以 $ \frac{2x + ma}{3} - \frac{b}{2} = m $ 的解为 $ x = 5 $ 或 $ x = 7 $. ① 当 $ x = 5 $ 时, $ \frac{10 + ma}{3} - \frac{b}{2} = m $,所以 $ (2a - 6)m = -20 + 3b $. 因为无论 $ m $ 取任何有理数都成立,所以 $ 2a - 6 = 0 $, $ -20 + 3b = 0 $,所以 $ a = 3 $, $ b = \frac{20}{3} $,所以 $ ab = 20 $; ② 当 $ x = 7 $ 时, $ \frac{14 + ma}{3} - \frac{b}{2} = m $,所以 $ (2a - 6)m = 3b - 28 $. 因为无论 $ m $ 取任何有理数都成立,所以 $ 2a - 6 = 0 $, $ 3b - 28 = 0 $,所以 $ a = 3 $, $ b = \frac{28}{3} $,所以 $ ab = 28 $. 综上所述, $ ab $ 的值为 20 或 28.
解析:
(1) 不是。理由如下:
解方程$5x - 3 = 2$,得$5x=5$,$x=1$。
解方程$2(y + 1)=3$,得$2y+2=3$,$2y=1$,$y=\frac{1}{2}$。
则$|x - y|=\left|1 - \frac{1}{2}\right|=\frac{1}{2}\neq1$,所以不是“美好方程”。
(2) 解方程$\frac{3x + k}{2}-x = 2k + 1$,
去分母得$3x + k - 2x=4k + 2$,
$x=3k + 2$。
解方程$4y - 1 = 3$,得$4y=4$,$y=1$。
因为两方程是“美好方程”,所以$|x - y|=|3k + 2 - 1|=1$,
即$|3k + 1|=1$,
$3k + 1=1$或$3k + 1=-1$,
解得$k=0$或$k=-\frac{2}{3}$。
(3) 解方程$y + 1 = 2y - 5$,得$y=6$。
因为两方程是“美好方程”,所以$|x - 6|=1$,$x=5$或$x=7$。
解方程$\frac{2x + ma}{3}-\frac{b}{2}=m$,
去分母得$4x + 2ma - 3b=6m$,
$2ma - 6m=3b - 4x$,
$m(2a - 6)=3b - 4x$。
因为无论$m$取何值都成立,所以$2a - 6=0$且$3b - 4x=0$。
当$x=5$时,$3b=20$,$b=\frac{20}{3}$,$a=3$,$ab=3×\frac{20}{3}=20$。
当$x=7$时,$3b=28$,$b=\frac{28}{3}$,$a=3$,$ab=3×\frac{28}{3}=28$。
综上,$ab=20$或$28$。
19. (12分)已知数轴上点$A与点B$的距离为16个单位长度,点$A$在原点的左侧,到原点的距离为26个单位长度,点$B在点A$的右侧,点$C表示的数与点B$表示的数互为相反数,动点$P从点A$出发,以每秒1个单位长度的速度向终点$C$移动,设移动时间为$t$s。
(1)点$A$表示的数为
-26
,点$B$表示的数为
-10
,点$C$表示的数为
10
。
(2)用含$t的代数式表示动点P到点A和点C$的距离:$PA= $
$t$
,$PC= $
$36 - t$
。
(3)当点$P运动到点B$时,点$Q从点A$出发,以每秒3个单位长度的速度向点$C$运动,点$Q到达点C$后,再立即以同样的速度返回,最后回到点$A$。
①在点$Q向点C$运动的过程中,能否追上点$P$?若能,请求出点$Q运动几秒追上点P$。
②在点$Q$开始运动后,$P$,$Q$两点之间的距离能否为2个单位长度?如果能,请求出此时点$P$表示的数;如果不能,请说明理由。
(3)① 能,在点 $ Q $ 向点 $ C $ 运动的过程中,设点 $ Q $ 运动 $ m \, \text{s} $ 追上点 $ P $,根据题意,得 $ 3m = m + 16 $,解得 $ m = 8 $.即在点 $ Q $ 向点 $ C $ 运动的过程中,点 $ Q $ 运动 8 s 即可追上点 $ P $. ② 能,设点 $ Q $ 运动时间为 $ x \, \text{s} $,分下面 4 种情况:当点 $ Q $ 从点 $ A $ 向点 $ C $ 运动时,如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的左侧,则根据题意可得 $ x + 16 - 3x = 2 $,解得 $ x = 7 $,此时点 $ P $ 表示的数是 -3;如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的右侧,则根据题意可得 $ 3x - (x + 16) = 2 $,解得 $ x = 9 $,此时点 $ P $ 表示的数是 -1;当点 $ Q $ 从点 $ C $ 返回到点 $ A $ 时,如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的右侧,则根据题意可得 $ 3x + (x + 16) + 2 = 2 × 36 $,解得 $ x = \frac{27}{2} $,此时点 $ P $ 表示的数是 $ \frac{7}{2} $;如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的左侧,则根据题意可得 $ 3x + (x + 16) = 2 × 36 + 2 $,解得 $ x = \frac{29}{2} $,此时点 $ P $ 表示的数是 $ \frac{9}{2} $.即在点 $ Q $ 开始运动后, $ P,Q $ 两点之间的距离能为 2 个单位长度,此时点 $ P $ 表示的数分别是 $ -3,-1,\frac{7}{2},\frac{9}{2} $.
答案:(1) -26 -10 10 (2) $ t $ $ 36 - t $ (3) ① 能,在点 $ Q $ 向点 $ C $ 运动的过程中,设点 $ Q $ 运动 $ m \, \text{s} $ 追上点 $ P $,根据题意,得 $ 3m = m + 16 $,解得 $ m = 8 $.即在点 $ Q $ 向点 $ C $ 运动的过程中,点 $ Q $ 运动 8 s 即可追上点 $ P $. ② 能,设点 $ Q $ 运动时间为 $ x \, \text{s} $,分下面 4 种情况:当点 $ Q $ 从点 $ A $ 向点 $ C $ 运动时,如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的左侧,则根据题意可得 $ x + 16 - 3x = 2 $,解得 $ x = 7 $,此时点 $ P $ 表示的数是 -3;如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的右侧,则根据题意可得 $ 3x - (x + 16) = 2 $,解得 $ x = 9 $,此时点 $ P $ 表示的数是 -1;当点 $ Q $ 从点 $ C $ 返回到点 $ A $ 时,如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的右侧,则根据题意可得 $ 3x + (x + 16) + 2 = 2 × 36 $,解得 $ x = \frac{27}{2} $,此时点 $ P $ 表示的数是 $ \frac{7}{2} $;如果点 $ Q $ 在点 $ P $ 的左侧,则根据题意可得 $ 3x + (x + 16) = 2 × 36 + 2 $,解得 $ x = \frac{29}{2} $,此时点 $ P $ 表示的数是 $ \frac{9}{2} $.即在点 $ Q $ 开始运动后, $ P,Q $ 两点之间的距离能为 2 个单位长度,此时点 $ P $ 表示的数分别是 $ -3,-1,\frac{7}{2},\frac{9}{2} $.
解析:
(1) -26;-10;10
(2) $ t $;$ 36 - t $
(3) ① 能,设点 $ Q $ 运动 $ m \, \text{s} $ 追上点 $ P $,根据题意得:
$ 3m = m + 16 $
解得 $ m = 8 $
② 能,设点 $ Q $ 运动时间为 $ x \, \text{s} $,分四种情况:
当 $ Q $ 从 $ A $ 向 $ C $ 运动且在 $ P $ 左侧时:
$ x + 16 - 3x = 2 $
解得 $ x = 7 $,此时点 $ P $ 表示的数是 -3
当 $ Q $ 从 $ A $ 向 $ C $ 运动且在 $ P $ 右侧时:
$ 3x - (x + 16) = 2 $
解得 $ x = 9 $,此时点 $ P $ 表示的数是 -1
当 $ Q $ 从 $ C $ 返回 $ A $ 且在 $ P $ 右侧时:
$ 3x + (x + 16) + 2 = 2×36 $
解得 $ x = \frac{27}{2} $,此时点 $ P $ 表示的数是 $ \frac{7}{2} $
当 $ Q $ 从 $ C $ 返回 $ A $ 且在 $ P $ 左侧时:
$ 3x + (x + 16) = 2×36 + 2 $
解得 $ x = \frac{29}{2} $,此时点 $ P $ 表示的数是 $ \frac{9}{2} $
综上,点 $ P $ 表示的数分别是 -3,-1,$ \frac{7}{2} $,$ \frac{9}{2} $