内容正文:
数 学
河 南
题型六 二次函数的实际应用题
类型三 抛物线形问题
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某游乐场的圆形喷水池中心O有一雕塑OA,从A点向四周喷水,喷出的水柱为抛物线,且形状相同.如图,以水平方向为x轴,点O为原点建立直角坐标系,点A在y轴上,x轴上的点C,D为水柱的落水点,水柱所在抛物线(第一象限部分)的函数表达式为y=-(x-5)2+6.
(1)求雕塑高OA.
(2)求落水点C,D之间的距离.
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(3)若需要在OD上的点E处竖立雕塑EF,OE=10m,EF=1.8m, EF⊥OD.问:顶部F是否会碰到水柱?请通过计算说明.
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【思路分析】 (1)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点A的坐标,进而可得出雕塑高OA的值;(2)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点D的坐标,进而可得出OD的长度,由喷出的水柱为抛物线且形状相同,可得出OC的长,结合CD=OC+OD即可求出落水点C,D之间的距离;(3)代入x=10求出y的值,进而可得出点在抛物线y=-(x-5)2+6上,将与1.8比较后即可得出结论.
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【自主解答】
解:(1)∵当x=0时,y=-×(0-5)2+6=,∴点A的坐标为.∴雕塑高OA为m.
(2)当y=0时,-(x-5)2+6=0.解得x1=-1(舍去),x2=11.∴点D的坐标为(11,0).∴OD=11m.∵从点A向四周喷水,喷出的水柱为抛物线,且形状相同,∴OC=OD=11m.∴CD=OC+OD=22m.∴落水点C,D之间的距离为22m.
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(3)当x=10时,y=-×(10-5)2+6=,∴点在抛物线y=-(x-5)2+6上.∵≈1.83>1.8,∴顶部F不会碰到水柱.
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(2022南阳模拟)2022年北京冬奥会即将召开,激起了人们对冰雪运动的极大热情.如图是某跳台滑雪训练场的横截面示意图,取某一位置的水平线为x轴,过跳台终点A作水平线的垂线为y轴,建立平面直角坐标系,图中的抛物线C1:y=-x2+x+1近似表示滑雪场地上的一座小山坡,某运动员从点O正上方4米处的A点滑出,滑出后沿一段抛物线C2:y=-x2+bx+c运动.
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(1)当运动员运动到离A处的水平距离为4米时,离水平线的高度为8米,求抛物线C2的函数解析式(不要求写出自变量x的取值范围).
解:(1)由题意可知抛物线C2:y=-x2+bx+c过点(0,4)和(4,8),将其坐标分别代入,得解得∴抛物线C2的函数解析式为y=-x2+x+4.
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(2)在(1)的条件下,当运动员运动的水平距离为多少米时,运动员与小山坡的竖直距离为1米?
解:(2)设当运动员运动的水平距离为m米时,运动员与小山坡的竖直距离为1米.依题意,得-m2+m+4-=1.解得m1=12,m2=-4(舍去).∴当运动员运动的水平距离为12米时,运动员与小山坡的竖直距离为1米.
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(3)当运动员运动到坡顶正上方,且与坡顶距离超过3米时,求b的取值范围.
解:(3)C1:y=-x2+x+1=-(x-7)2+.
∴当x=7时,运动员到达坡顶.∴-×72+7b+4>3+.解得b>.∴b的取值范围为b>.
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