内容正文:
数 学
九年级下册 HS
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第一部分 教材同步分层练
第26章 二次函数
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26.3
实践与探索
课时1 抛物线形实际问题
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基础
知识点1 实际问题中的抛物线形轨迹问题
(第1题图)
1.【2025山西太原期中】排球运动员站在点 处练习发球,
将球从点正上方的 处发出,把球看成点,其运行的
高度与运行的水平距离 之间满足关系式
已知球网与点的水平距离为 ,
D
A.球运行的最大高度是 B.
C.球会过球网但不会出界 D.球会过球网且会出界
高度为,球场的边界距点的水平距离为 ,建立平面直角坐标系如图
所示.下列判断正确的是( )
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【解析】由知,当时,取得最大值, 运行的最大
高度是,故A错误; 球从点正上方的处发出,
的图象经过点,,解得,故B错误;当
时,,, 球会过球网.当 时,
, 球会出界,故C错误,D正确.故选D.
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2.【2025山西长治期中】如图,水池中心点 处竖直安装一水管,水管喷头喷出抛
物线形水柱,喷头上下移动时,抛物线形水柱随之竖直上下平移,水柱落点与点
在同一水平面.安装师傅调试发现,喷头高时,水柱落点距点 ;喷头
高时,水柱落点距点,那么喷头高___时,水柱落点距点 .
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(第2题图)
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【解析】由题意可知,在调整喷头高度的过程中,水柱的形状
不发生变化.当喷头高时,可设 .将
代入表达式,得出;① 喷头高 时,
可设.将 代入表达式,得
.② 联立①②可求出,.设喷头高 时,水柱落点距
点,此时的表达式为,将 代入可得
,解得 .故答案为8.
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知识点2 实际问题中的拱形问题
3.【2025河南郑州期末】某校计划举办劳动之星颁奖典礼,想在颁奖现场设计一
个如图(1)所示的抛物线形拱门入口.要在拱门上顺次粘贴“劳”“动”“之”
“星”(分别记作点,,,)四个大字,要求与地面平行,且 ,
拱门上最高点的五角星(点)到的距离为,, ,示
意图如图(2)所示,则点到 的距离为( )
B
图(1)
图(2)
A. B. C. D.
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【解析】建立平面直角坐标系,如图. 抛物线最高点的五角星(点)到 的距
离为,, 点的坐标为,点的坐标为,点 的坐标为
.设抛物线的表达式为.将点 的坐标代入,得
,解得, 抛物线的表达式为
, 点的横坐标为2, 点 的纵坐标为
, 点到的距离为 .故选B.
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4.如图(1)所示,三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线形,左、右两个小孔形状、大
小都相同.正常水位时,大孔水面宽度为,顶点距水面 (即
),小孔顶点距水面(即 ),建立如图(2)所示的平面直
角坐标系.
图(1)
图(2)
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(1)求出大孔所在抛物线的表达式.
【解】由题意可得,, .设大孔所在抛物线的表达式为
.把点代入,得,解得, 大孔所在抛物
线的表达式为 .
(2)现有一艘船高度是,宽度是 ,为了保证安全,船顶距离桥拱顶部至
少 ,则这艘船在正常水位时能否安全通过拱桥大孔?
【解】当时, .
, 这艘船在正常水位时能安全通过拱桥大孔.
关键点拨
求出时 的值,与4.5作差,比较差与0.5的大小即可.
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(3)当水位上涨到刚好淹没小孔时,求出此时大孔的水面宽度 .
【解】由,可知点的纵坐标为4,代入 ,得
,解得.由抛物线对称性可知点的坐标为, ,点
的坐标为,,.答:此时大孔的水面宽度为 .
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提升
1.【2024浙江湖州模拟,较难】某个农场有一个花卉大棚,是利用部分墙体建造
的.其横截面顶部为抛物线形,大棚的一端固定在墙体 上,另一端固定在墙体
上,其横截面有2根支架, ,相关数据如图(1)所示,其中支架
, ,这个大棚用了400根支架.为增加棚内空间,农场主决
定将图(1)中棚顶向上调整,支架总数不变,改变对应支架的长度,如图(2)
所示,调整后与 上升相同的高度,增加的支架单价为60元/米(接口忽略不
计),可支配经费共32 000元.
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图(1)
图(2)
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(1)分别以和所在的直线为轴和 轴建立平面直角坐标系.
①求出改造前大棚所在抛物线的函数表达式.
【解】建立如图(1)所示的平面直角坐标系.由题意可知, ,
.设改造前的抛物线表达式为,
解得
改造前大棚所在抛物线的函数表达式为 .
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图(1)
图(2)
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②当米时,求 的长度.
【解】如图(2),根据题意建立平面直角坐标系.由①知改造前抛物线的表达式
为, 对称轴为直线 .设改造后抛物线的表达
式为 调整后与上升相同的高度, 对称轴为直线 ,
,.当时,, ,
,, 改造后的抛物线表达式为 .当
时,改造前: ;改造后:
,(米), 的
长度为 米.
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(2)只考虑经费的情况下,求出 的最大值.
【解】建立与(1)相同的平面直角坐标系.设改造后抛物线的表达式为
当时, ,当
时,, ,
, .
由题意可列不等式,解得 .
,要使最大,需使最小, 当
时,的值最大,最大值为 米.
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思路分析
根据已知条件表示出,的坐标,得到关于的不等式,进而得到 的最大值.
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刷素养 走向重高
2.核心素养 模型观念 [较难]如图(1),灌溉车沿着平行于绿化带底部边线
的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口离地竖直高度为(单位: ).如图(2),
可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图
象;把绿化带纵截面抽象为矩形,其水平宽度,竖直高度为 的
长.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到,上边缘抛物线最高点 离喷水
口的水平距离为,高出喷水口,灌溉车到的距离为(单位: ).
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图(1)
图(2)
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(1)若, .
①求上边缘抛物线的函数表达式,并求喷出水的最大射程 ;
【解】由题意得 是上边缘抛物线的顶点,设上边缘抛物线的函数表达式为
.又 抛物线过点,,, 上边缘
抛物线的函数表达式为.当时, ,解
得,(舍去),, 喷出水的最大射程为 .
②求下边缘抛物线与轴的正半轴交点 的坐标;
【解】 上边缘抛物线的对称轴为直线, 点的对称点为 ,
下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到的, 点的坐标为 .
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③要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,求 的取值范围.
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【解】上边缘:, 点的纵坐标为, 令 ,则
,解得.,. 当
时,随的增大而减小, 当时,要使,则 .
当时,随的增大而增大,且时,, 当
时,要使,则., 灌溉车行驶时喷
出的水能浇灌到整个绿化带时的最大值为 .下边缘:喷出
的水能浇灌到绿化带底部的条件是, 的最小值为2.
综上所述,的取值范围是 .
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(2)若.要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,请直接写出
的最小值.
【解】的最小值为.当喷水口高度最低,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点 ,
恰好分别在两条抛物线上.设点,,
, ,则有
,解得, 点
的纵坐标为,,则,的最小值为 .
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关键点拨
当喷水口高度最低,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点, 恰好分别在两条抛物
线上,设出点, 坐标计算即可.
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