7. (3分)新素养 推理能力 如图,已知等边三角形ABC的边长为12cm,甲、乙两动点同时从顶点A出发,甲以1cm/s的速度沿等边三角形的边按顺时针方向移动,乙以3cm/s的速度沿等边三角形的边按逆时针方向移动,相遇后甲、乙的速度均增加1cm/s且都改变原方向移动,则第二次相遇时乙与最近顶点的距离是____
3
cm.
解析:
设第一次相遇时间为$t_1$秒,甲、乙速度和为$1 + 3=4\,\text{cm/s}$,等边三角形周长为$12×3 = 36\,\text{cm}$,相遇时共走$12\,\text{cm}$(沿不同方向从A出发,首次相遇路程和为边长),则$4t_1=12$,解得$t_1 = 3\,\text{s}$。
甲移动距离:$1×3 = 3\,\text{cm}$,此时甲在AB边上,距A点$3\,\text{cm}$,即距B点$12 - 3=9\,\text{cm}$;乙移动距离:$3×3 = 9\,\text{cm}$,乙在AC边上,距A点$9\,\text{cm}$,即距C点$12 - 9=3\,\text{cm}$。相遇后甲速度变为$2\,\text{cm/s}$,方向改为逆时针;乙速度变为$4\,\text{cm/s}$,方向改为顺时针。
设第二次相遇时间为$t_2$秒,此时两人方向相反,速度和为$2 + 4=6\,\text{cm/s}$,相遇时共走周长$36\,\text{cm}$,则$6t_2=36$,解得$t_2=6\,\text{s}$。
甲逆时针移动距离:$2×6 = 12\,\text{cm}$,从首次相遇点(AB边距A$3\,\text{cm}$处)逆时针移动$12\,\text{cm}$,路径为:从AB边$3\,\text{cm}$处→B点(需$9\,\text{cm}$)→BC边(剩余$12 - 9=3\,\text{cm}$),此时甲在BC边上,距B点$3\,\text{cm}$,距C点$12 - 3=9\,\text{cm}$。
乙顺时针移动距离:$4×6 = 24\,\text{cm}$,从首次相遇点(AC边距C$3\,\text{cm}$处)顺时针移动$24\,\text{cm}$,路径为:AC边$3\,\text{cm}$到C点→CB边$12\,\text{cm}$→BA边$24 - 3 - 12=9\,\text{cm}$,此时乙在BA边上,距B点$9\,\text{cm}$,距A点$12 - 9=3\,\text{cm}$。
第二次相遇时乙在BA边上,距最近顶点A点$3\,\text{cm}$。
$3$