内容正文:
26.4 实际问题与二次函数
第3课时 非最值类抛物线形实际应用问题
人教版 九年级 数学(上)
第26章 二次函数
新课导入
现实生活中你一定见过各式各样的抛物线形拱桥(如图)吧?能不能利用二次函数的知识解决与之相关的问题呢?
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探究新知
探究2 一座抛物线形拱桥如图所示,当拱顶离水面4m时,水面宽10m. 突降暴雨后水面上升1m,此时水面宽为多少?
提出问题:
对于抛物线形拱桥,要是能知道此抛物线的函数解析式就好了.你能确定这条抛物线的函数解析式吗?
水面上升1 m的含义是什么?
怎样把距离转化成坐标?
如何求宽度增加多少?
你能先在图中建立一个恰当的平面直角坐标系,使抛物线形拱桥转化为坐标系中的抛物线吗?
分析:二次函数的图象是抛物线,建立适当的平面直角坐标系,就可以根据已知条件求出这条抛物线对应的二次函数,进而解决问题.
为简单起见,以抛物线的顶点为原点,以抛物线的对称轴为 y轴,建立平面直角坐标系 .
解:设这条抛物线表示的二次函数为 y = ax2.
由抛物线经过点(5,−4),可得−4 = a× 52.
解得 a = − .
因此,这条抛物线对应的二次函数为 y =− x2.
当水面上升1m时,水面的纵坐标为−3.
则− x2 =−3 .
解得 x1 = ,x2 = − (舍去).
所以此时水面宽为5 .
你还有其他的解决方法吗?
知识归纳
1.将线段长度转化为点的坐标问题.
2.利用点的坐标以及抛物线的特点,设出函数解析式并求解.
3.利用函数解析式求点的坐标,转化为线段的长度.
例 1
例题与练习
如图①,三孔桥截面的三个孔都呈抛物线形,两小孔形状、大小都相同.正常水位时,大孔水面宽度AB=20 m,顶点M距水面6 m(即MO=6 m),小孔顶点N距水面4.5 m(即NC=4.5 m).当水位上涨刚好淹没小孔时,借助图②中的平面直角坐标系,求此时大孔的水面宽度EF.
解:设大孔对应的抛物线的函数解析式为y=ax2+6.
依题意,得B(10,0),
∴a×102+6=0,
解得a=-0.06,
当y=4.5时,-0.06x2+6=4.5,
∴DE=DF=5 m,
即y=-0.06x2+6.
解得x=±5.
∴EF=10 m,即水面宽度EF为10 m.
例 2
如图,小明的父亲在相距2 m的两棵树间拴了一根绳子,给他做了一个简易的秋千,拴绳子的地方A,B距地面高都是2.5 m,绳子自然下垂呈抛物线状,身高1 m的小明距较近的那棵树0.5 m时,头部刚好接触到绳子C处,
求绳子的最低点距地面的距离为多
少米?
解:建立如图所示的平面直角坐标系.
可设它的函数解析式为y=ax2+k.
把B(1,2.5),C(-0.5,1)代入,
得
∴抛物线的函数解析式为y=2x2+0.5 .
∵a=2>0,
∴y有最小值,
∴当x=0时,y最小=0.5.
答:绳子的最低点距地面的距离为0.5 m.
解得
1.欢欢在今年的校运会跳远比赛中跳出了满意的一跳,函数h=3.5t-4.9t2(t的单位:s,h的单位:m)可以描述她跳跃时重心高度随时间的变化关系,则她起跳后到重心到达最高时所用的时间是______s.
2.某学校九年级的一场篮球比赛中,如图,队员甲正在投篮,已知球出手时离地面高m,与篮圈中心的水平距离为7 m,当球出手后水平距离为4 m时到达最大高度4 m,设篮球运行轨迹为抛物线,篮圈距地面3 m.
(1)建立如图所示的平面直角坐标系,问此球能否准确投中?
解:(1)能投中.
由题意,设篮球运行轨迹的抛物线为y=a(x-4)2+4.
易得其过点(0,),
∴=a×(0-4)2+4,
∴y=-(x-4)2+4.
当x=7时,y=-×(7-4)2+4=3.
∴能投中.
解得a=-,
(2)此时,若对方队员乙在甲面前1 m处跳起盖帽拦截,已知乙的最大摸高为3.1 m,则他能否获得成功?
(2)当x=1时,y=3<3.1,
∴能成功.
课堂小结
利用二次函数解决抛物线形问题的一般步骤:
①建立适当的平面直角坐标系;
②写出抛物线上的关键点的坐标;
③运用待定系数法求出函数解析式;
④求解数学问题;
⑤求解抛物线形实际问题.
随堂检测
1、某涵洞是抛物线形,它的截面如图所示,现测得水平宽度AB=1.6m,涵洞顶点O到水面的距离为2.4m,那么在如图所示的直角坐标系中,涵洞所在的抛物线的解析式是 .
y = −3.75x2
2、一个球从地面竖直向上弹起时的速度为10米/
秒,经过(秒)时球距离地面的高度(米)适用公式 ,那么球弹起后又回到地面所花的时间是( )
A.5秒 B.10秒 C.1秒 D.2秒
D
3、在一名运动员的某次投篮中,篮球的运动路线是抛物线y=−x2+3.85的一部分(如图),若篮球投入篮筐,求运动员到篮筐正下方的距离l .
解:由题意得,y=−x2+3.85
把 y = 3.05 代入方程:
3.05 =−x2+3.85
解得:x1 = ,x2 = −(舍去).
运动员的位置在x=−3.2处, 篮筐正下方在x=2m处,
所以 l = 2−(−3.2) = 5.2 m
答:运动员到篮筐正下方的距离 l 为5.2 m .
4、对于探究2,在突降暴雨致水位上升1m后,有一艘装满物资的小船准备从桥下通过,这艘小船宽4m,船舱顶部为长方形,露出水面的部分高2m,这艘小船能从这座拱桥下通过吗?
能通过
作业布置
(1)教材P55 习题26.4第1,2题;
(2)对应课时练习.
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