内容正文:
数 学
九年级下册 SK
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第5章 二次函数
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5.5
用二次函数解决问题
课时2 抛物线形问题
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基础
知识点1 利用二次函数解决抛物线形物体问题
(第1题图)
1.【2025浙江杭州期末】如图所示,某建筑物有一个抛物线形的大
门,小滨想知道门的高度,他先测出门的宽度 ,然后竖
直放置一根长为的小竹竿 ,小竹竿接触地面和门的内壁,并
测得,则门高 为( )
B
A. B. C. D.
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【解析】,, 点,, 可设抛物线的表
达式为,, 点
,,解得, 抛物线的表达式为
,当时,, 门高
为 .故选B.
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方法技巧
抛物线形问题可通过已知条件中的数据,求出各关键点的坐标,从而求出抛物线
的表达式.
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(第2题图)
2.【2025江苏盐城期末】如图是一个面碗的截面图,碗身可近似
看作抛物线,以碗底为原点建立平面直角坐标系,已知碗口
宽,碗深 ,则当满碗汤面的竖直高度下降
时,碗中汤面的水平宽度为____ (碗的厚度不计).
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【解析】设抛物线表达式为.根据题意得 ,
,, 抛物线表达式为 .当满碗汤面的竖直高度
下降时,汤面高度为,将 代入表达式,得
,, 碗中汤面的水平宽度为 .故答案为
20.
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3.【2025陕西渭南期中】如图是一座拱桥,当水面宽 为
时,桥洞顶部离水面 ,已知桥洞的拱形是抛物线
的一部分,按图中所示方式建立平面直角坐标系.
(1)求抛物线的表达式;
【解】根据题意,得抛物线的顶点坐标为 ,可设抛物线的表达式为
.把代入,得,解得, 抛物线的表达
式为 .
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(2)若有一艘船准备从桥下穿过,船露出水面部分(截面为矩形)的高为 ,
当船露出水面部分的宽度小于多少米时,船能安全穿过桥洞?
【解】当时,,解得,, 当船露出水面部
分的宽度小于 时,船能安全穿过桥洞.
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知识点2 利用二次函数解决抛物线形运动轨迹问题
4.一位篮球运动员在与篮圈中心的水平距离为 处投篮,球
沿一条抛物线运动,当球运动的水平距离为 时,达到最大
高度 ,然后准确落入篮筐内.已知篮圈中心距离地面的高
度为 ,在如图所示的平面直角坐标系中,下列说法正确
的是( )
A
A.此抛物线的表达式是 B.篮圈中心的坐标是
C.此抛物线的顶点坐标是 D.篮球出手时离地面的高度是
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【解析】A选项, 抛物线的顶点坐标为, 可设抛物线的表达式为
.由题图知篮圈中心 在抛物线上,将它的坐标代入上式,得
,, ,故本选项正确;B选项,由
题图知,篮圈中心的坐标是 ,故本选项错误;C选项,由题图知,此抛物
线的顶点坐标是 ,故本选项错误;D选项,设这次投篮时,篮球出手处离地
面的高度为., 当 时,
, 篮球出手时离地面的高度是 ,故本选项
错误.故选A.
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知识拓展
同一个抛体运动,建立的平面直角坐标系的位置不同,得到的抛物线表达式也不
同,但实际上最高点距地面的高度、落地最远距离等相同.
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5.【2024江苏南京玄武区质检】如图,某跳水运动员在10米跳
台上进行跳水训练,水面边缘点的坐标为 ,运动员
(将运动员看成一点)在空中运动的路线是经过原点 的抛物
线.在跳某个规定动作时,运动员在空中最高处 点的坐标为
,正常情况下,运动员在距水面高度5米之前,必须完成规定的动作,并调
整好入水姿势,否则就会失误,运动员入水后,运动路线为另一条抛物线.
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(1)求运动员在空中运动时对应抛物线的表达式,并求出入水处点 的坐标.
【解】运动员在空中最高处点的坐标为,点为抛物线的顶点, 设该
抛物线的表达式为 .
该抛物线经过点,,解得, 运动员在空中运动时对
应抛物线的表达式为 .
跳水运动员在10米跳台上进行跳水训练, 令,即 ,
解得或(舍去), .
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(2)若运动员在空中调整好入水姿势时,恰好距点 的水平距离为4米,问该运动
员此次跳水会不会失误?通过计算说明理由.
【解】该运动员此次跳水不会失误.理由:
运动员在空中调整好入水姿势时,恰好距点的水平距离为4米,点 的坐标为
, 运动员在空中调整好入水姿势时的点的横坐标为3.
当时,,此时,运动员距水面的高度为
(米).
, 该运动员此次跳水不会失误.
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提升
1.【2025浙江衢州期中,中】如图(1)是玻璃水杯的截面图,其左右轮廓线
,为某抛物线的部分,杯口,杯底,且 ,杯深
.如图(2),将盛有部分水的水杯倾斜 ,水面正好经过点
(即).嘉淇在图(1)中建立了平面直角坐标系(抛物线的顶点在
轴上),对于下列结论,其中不正确的是( )
图(1)
图(2)
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A.轮廓线,所在拋物线的表达式为
B.直线的表达式为
C.点到杯口的距离为
D.点到点的距离为
√
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【解析】由题意得,,, .设
轮廓线,所在抛物线的表达式为,记与 轴的
交点为,如图,把,代入得 解
得,故A正确. ,
,,.设直线 的
表达式为,把,代入,得 解
得 直线的表达式为 ,故B正确.令
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,解得,(舍去),当 时,
,, 点到杯口的距离为 ,故C不正确.
,故D正确.故选C.
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2.【2025山东临沂调研,中】小明将小球从斜坡 点处抛
出,球的抛出路线可以看作二次函数 图像
的一部分,斜坡可以看作一次函数 图像的一部分,
如图建立平面直角坐标系,小球能达到的最高点的坐标为
.、
(1)请求出和 的值;
【解】由题意可知 ,
,解得, .
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(2)小球在斜坡上的落点为,求点 的坐标;
【解】令,解得(舍去),.将代入 得
, 点的坐标为 .
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(3)点是小球从起点到落点抛物线上的动点,连接,,当 的面积
最大时,求点 的坐标.
【解】如图,过点作轴的平行线,交线段于 .
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设, ,
,
.
, 抛物线开口向下, 当时, 的面
积最大,此时点的坐标为 .
关键点拨
过点作轴的平行线,交线段于,利用 列式是解题
的关键.
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刷素养 走向重高
3.核心素养 模型观念 [较难]根据以下素材,探索完成任务.
如何确定隧道中警示灯带的安装方案
素材1 隧道顶部横截面可视为抛物线,如图(1),隧道
底部宽为,高为 _________________________________
图(1)
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如何确定隧道中警示灯带的安装方案
素材2 拟在隧道顶部安装上下长度为 的警示灯带,
沿抛物线安装(如图(2)).为了实效,相邻两条
灯带的水平间距均为 (灯带宽度可忽略);普
通货车的高度大约为 (载货后高度),货车顶
部与警示灯带底部的距离应不少于 .灯带安装
好后成轴对称分布 ______________________________________________
图(2)
问题解决
续表
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任务1 确定隧道形状 在图(1)中建立合适的直角坐标系,求抛物线的函数表达式
【解】以为原点,以所在直线为轴,以 所在
直线为 轴建立如图(1)所示的直角坐标系.
顶点的坐标为, 设抛物线的表达式为
.
把代入表达式,得 ,解得
, 抛物线的函数表达式为 .
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任务2 探究安装范围 在你建立的坐标系中,在安全的前提下,确定灯带安装点的
横、纵坐标的取值范围
【解】普通货车的高度大约为 ,货车顶部与警示灯带底部的距离应不少于
, 安装点的纵坐标.当 时,
,,安装点的横坐标的取值范围是 .
关键点拨
根据普通货车的高度大约为 ,货车顶部与警示灯带底部的距离应不少于
,计算安装点的纵坐标大于等于 .
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任务3 拟定设计方案 给出一种符合所有安装条件的灯带数量,并根据你所建立的
坐标系,求出最右边一条灯带安装点的横坐标
【解】方案一:如图(2)(坐标系的横轴),从顶点处开始安装灯带.
,相邻两条灯带安装点的水平间距均为, 顶点一侧安装4条
灯带时,,顶点一侧安装3条灯带时,, 顶点一侧
最多安装3条灯带. 灯带安装后成轴对称分布, 共可安装7条灯带, 最右边一
条灯带的横坐标为 .
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方案二:如图(3)(坐标系的横轴) 顶点一侧安装5条灯带时,
,顶点一侧安装4条灯带时,, 顶
点一侧最多安装4条灯带. 灯带安装后成轴对称分布, 共可安装8条灯带, 最
右边一条灯带的横坐标为 .(由于任务1中建立坐标系方法不唯
一,故任务1、任务2、任务3答案不唯一)
图(3)
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