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我们来看这道关于数轴上电子蚂蚁运动的问题。数轴上有三个关键点:A点在负24,B点在负10,C点在正10。甲蚂蚁从A点出发向右运动,速度是每秒4个单位;乙蚂蚁从C点出发向左运动,速度是每秒6个单位。让我们建立坐标系统来分析这个问题。
现在我们来推导甲到A、B、C三点距离和的公式。设甲在t秒后的位置为负24加4t。我们需要分情况讨论甲的位置。当甲在A和B之间时,距离和等于44减4t;当甲在B和C之间时,距离和等于12加4t;当甲超过C点时,距离和等于4t减12。让我们通过动画来验证这个分段函数。
现在我们来求解第一问:多少秒后甲到A、B、C的距离和为40个单位。根据前面推导的分段函数,我们需要分情况求解。在0到8.5秒区间内,解方程44减4t等于40,得到t等于1秒。在大于17秒的区间内,解方程4t减12等于40,得到t等于13秒。让我们验证这两个答案的正确性。
现在我们来分析第二问:甲乙两蚂蚁在哪个点相遇。甲从A点向右运动,位置函数是负24加4t;乙从C点向左运动,位置函数是10减6t。当两蚂蚁相遇时,它们的位置相等,即负24加4t等于10减6t。解这个方程得到10t等于34,所以t等于3.4秒。此时相遇点的坐标是负10.4。让我们通过动画来验证这个结果。
最后我们来分析第三问:甲在t等于1秒时调头返回后,甲乙还能相遇吗?甲在1秒时位置是负20,调头后向左运动,新的位置函数是负16减4t。乙继续向左运动,位置函数仍是10减6t。建立新的相遇方程:负16减4t等于10减6t,解得t等于13秒,相遇点在负68。让我们通过完整的动画来验证这个复杂的运动过程。