数学22.3 实际问题与二次函数优秀达标测试
展开专题22.9二次函数的应用:拱桥问题(重难点培优)
姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________
注意事项:
本试卷满分100分,试题共24题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2020秋•硚口区期中)如图,有一抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,当水面宽增加(26-4)m时,则水面应下降的高度是( )
A.2m B.1m C.6m D.(6-2)m
【分析】根据已知得出直角坐标系,进而求出二次函数解析式,再通过把x=6代入抛物线解析式即可得出答案
【解析】建立平面直角坐标系,设横轴x通过AB,纵轴y通过AB中点O且通过C点,则通过画图可得知O为原点,
抛物线以y轴为对称轴,且经过A,B两点,
∴OA=OB=12AB=2米,
∵抛物线顶点C坐标为(0,2),
设顶点式y=ax2+2,代入A点坐标(﹣2,0),
得:a=﹣0.5,
所以抛物线解析式为y=﹣0.5x2+2,
把x=6代入抛物线解析式得出:y=﹣0.5×6+2=﹣1,
∴水面应下降的高度是1米,
故选:B.
2.(2020秋•防城区期中)某涵洞的截面是抛物线形状,如图所示的平面直角坐标系中,抛物线对应的函数解析式为y=-14x2,当涵洞水面宽AB为16m时,涵洞顶点O至水面的距离为( )
A.﹣6m B.12m C.16m D.24m
【分析】把x=8或﹣8直接代入解析式即可解答.
【解析】依题意,设A点坐标为(﹣8,y),
代入抛物线方程得:y=-14×64=﹣16,
即水面到桥拱顶点O的距离为16米.
故选:C.
3.(2020秋•湖里区校级月考)如图,我们把一个半圆与抛物线的一部分围成的封闭图象称为“果园”,已知点A,B,C,D分别是“果园”与坐标轴的交点,抛物线的解析式为y=x2﹣4x﹣5,AB为半圆是直径,则这个“果园”被y轴截得的弦CD的长为( )
A.8 B.5 C.5+5 D.5-5
【分析】由题意可求点A,点B,点D坐标,即可求AB的长,OD的长,根据勾股定理可求CO的长,即可得CD的长.
【解析】如图:连接CM,
当y=0时,y=x2﹣4x﹣5=0,
解得x1=﹣1,x2=5,
∴A(﹣1,0),B(5,0),
∴AB=6,
又∵M为AB的中点,
∴M(2,0),
∴OM=2,CM=3,
∴CO=CM2-OM2=32-22=5,
当x=0时,y=﹣5,所以OD=5,
∴CD=5+5,
故选:C.
4.(2019秋•大安市期末)如图是抛物线形拱桥,当拱顶高离水面2m时,水面宽4m,水面下降2.5m,水面宽度增加( )
A.1 m B.2 m C.3 m D.6 m
【分析】根据已知确定平面直角坐标系,进而求出二次函数解析式,再通过把y=﹣2.5代入抛物线解析式得出水面宽度,即可得出答案.
【解析】建立平面直角坐标系,设横轴x通过AB,纵轴y通过AB中点O且通过C点,则通过画图可得知O为原点,
抛物线以y轴为对称轴,且经过A,B两点,OA和OB可求出为AB的一半2米,抛物线顶点C坐标为(0,2),
设顶点式y=ax2+2,把A点坐标(﹣2,0)代入得a=﹣0.5,
∴抛物线解析式为y=﹣0.5x2+2,
当水面下降2.5米,通过抛物线在图上的观察可转化为:
当y=﹣2.5时,对应的抛物线上两点之间的距离,也就是直线y=﹣2.5与抛物线相交的两点之间的距离,
可以通过把y=﹣2.5代入抛物线解析式得出:
﹣2.5=﹣0.5x2+2,
解得:x=±3,
2×3﹣4=2,
所以水面下降2.5m,水面宽度增加2米.
故选:B.
5.(2020•江汉区校级一模)如图,隧道的截面由抛物线和长方形OABC构成,长方形的长OA是12m,宽OC是4m.按照图中所示的平面直角坐标系,抛物线可以用y=-16x2+bx+c表示.在抛物线型拱壁上需要安装两排灯,使它们离地面的高度相等,如果灯离地面的高度不超过8m.那么两排灯的水平距离最小是( )
A.2m B.4m C.42m D.43m
【分析】根据长方形的长OA是12m,宽OC是4m,可得顶点的横坐标和点C的坐标,即可求出抛物线解析式,再把y=8代入解析式即可得结论.
【解析】根据题意,得
OA=12,OC=4.
所以抛物线的顶点横坐标为6,
即-b2a=b13=6,
∴b=2,
∵C(0,4),
∴c=4,
所以抛物线解析式为:
y=-16x2+2x+4
=-16(x﹣6)2+10
当y=8时,
8=-16(x﹣6)2+10,
解得x1=6+23,x2=6﹣23.
则x1﹣x2=43.
所以两排灯的水平距离最小是43.
故选:D.
6.(2019•萧山区校级模拟)有一座抛物线形拱桥,正常水位桥下面宽度为20米,拱顶距离水平面4米,如图建立直角坐标系,若正常水位时,桥下水深6米,为保证过往船只顺利航行,桥下水面宽度不得小于18米,则当水深超过多少米时,就会影响过往船只的顺利航行( )
A.2.76米 B.6.76米 C.6米 D.7米
【分析】根据已知,假设解析式为y=ax2,把(10,﹣4)代入求出解析式.假设在水面宽度18米时,能顺利通过,即可把x=9代入解析式,求出此时水面距拱顶的高度,然后和正常水位相比较即可解答.
【解析】设该抛物线的解析式为y=ax2,在正常水位下x=10,代入解析式可得﹣4=a×102⇒a=-125
故此抛物线的解析式为y=-125x2.
因为桥下水面宽度不得小于18米
所以令x=9时
可得y=-125×81=-3.24米
此时水深6+4﹣3.24=6.76米
即桥下水深6.76米时正好通过,所以超过6.76米时则不能通过.
故选:B.
7.(2020秋•天长市期末)河北省赵县的赵州桥的桥拱是近似的抛物线形,建立如图所示的平面直角坐标系,其函数的关系式为y=-125x2,当水面离桥拱顶的高度DO是4m时,这时水面宽度AB为( )
A.﹣20m B.20m C.10m D.﹣10m
【分析】根据题意分别求出点A、B的坐标,计算即可.
【解析】由题意得,﹣4=-125x2,
解得,x=±10,
即点A的坐标为(﹣10,﹣4),点B的坐标为(10,﹣4),
这时水面宽度AB为20m,
故选:B.
8.(2020秋•和平区期末)如图是抛物线形拱桥,当拱顶高离水面2m时,水面宽4m.水面下降2.5m,水面宽度增加( )
A.1m B.2m C.3m D.6m
【分析】根据题意建立合适的平面直角坐标系,设出抛物线的解析式,从而可以求得水面的宽度增加了多少,本题得以解决.
【解析】如右图建立平面直角坐标系,
设抛物线的解析式为y=ax2,
由已知可得,点(2,﹣2)在此抛物线上,
则﹣2=a×22,
解得a=-12,
∴y=-12x2,
当y=﹣4.5时,
﹣4.5=-12x2,
解得,x1=﹣3,x2=3,
∴此时水面的宽度为:3﹣(﹣3)=6,
∴6﹣4=2,
即水面的宽度增加2m,
故选:B.
9.(2020秋•铜陵期中)如图,在水平地面点A处有一网球发射器向空中发射网球,网球飞行路线是一条抛物线,在地面上落点为B,有人在直线AB上点C(靠点B一侧)竖直向上摆放若干个无盖的圆柱形桶,试图让网球落入桶内,已知AB=4米,AC=3米,网球飞行最大高度OM=5米,圆柱形桶的直径为0.5米,高为0.3米(网球的体积和圆柱形桶的厚度忽略不计).当竖直摆放圆柱形桶至少( )个时,网球可以落入桶内.
A.7 B.8 C.9 D.10
【分析】以抛物线的对称轴为y轴,水平地面为x轴,建立平面直角坐标系,设解析式,结合已知确定抛物线上点的坐标,代入解析式确定抛物线的解析式,由圆桶的直径,求出圆桶两边缘纵坐标的值,确定m的范围,根据m为正整数,得出m的值,即可得到当网球可以落入桶内时,竖直摆放圆柱形桶个数.
【解析】(1)以点O为原点,AB所在直线为x轴建立直角坐标系(如图),
∴M(0,5),B(2,0),C(1,0),D(32,0),
设抛物线的解析式为y=ax2+k,
∵抛物线过点M和点B,
∴0=4a+kk=5,
解得:k=5,a=-54,
∴抛物线解析式为:y=-54x2+5;
∴当x=1时,y=154;
当x=32时,y=3516,
∴P(1,154),Q(32,3516)在抛物线上;
设竖直摆放圆柱形桶m个时网球可以落入桶内,
由题意得:3516≤310m≤154,
解得:7724≤m≤1212;
∵m为整数,
∴m的最小整数值为:8,
∴竖直摆放圆柱形桶至少8个时,网球可以落入桶内.
故选:B.
10.(2020•绵阳)三孔桥横截面的三个孔都呈抛物线形,两小孔形状、大小完全相同.当水面刚好淹没小孔时,大孔水面宽度为10米,孔顶离水面1.5米;当水位下降,大孔水面宽度为14米时,单个小孔的水面宽度为4米,若大孔水面宽度为20米,则单个小孔的水面宽度为( )
A.43米 B.52米 C.213米 D.7米
【分析】根据题意,可以画出相应的抛物线,然后即可得到大孔所在抛物线解析式,再求出顶点为A的小孔所在抛物线的解析式,将x=﹣10代入可求解.
【解析】如图,建立如图所示的平面直角坐标系,由题意可得MN=4,EF=14,BC=10,DO=32,
设大孔所在抛物线解析式为y=ax2+32,
∵BC=10,
∴点B(﹣5,0),
∴0=a×(﹣5)2+32,
∴a=-350,
∴大孔所在抛物线解析式为y=-350x2+32,
设点A(b,0),则设顶点为A的小孔所在抛物线的解析式为y=m(x﹣b)2,
∵EF=14,
∴点E的横坐标为﹣7,
∴点E坐标为(﹣7,-3625),
∴-3625=m(x﹣b)2,
∴x1=65-1m+b,x2=-65-1m+b,
∴MN=4,
∴|65-1m+b﹣(-65-1m+b)|=4
∴m=-925,
∴顶点为A的小孔所在抛物线的解析式为y=-925(x﹣b)2,
∵大孔水面宽度为20米,
∴当x=﹣10时,y=-92,
∴-92=-925(x﹣b)2,
∴x1=522+b,x2=-522+b,
∴单个小孔的水面宽度=|(522+b)﹣(-522+b)|=52(米),
故选:B.
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上
11.(2020•长春模拟)如图,一个涵洞的截面边缘是抛物线形.现测得当水面宽AB=1.6m时,涵洞顶点与水面的距离是2.4m.这时,离开水面1.5m处,涵洞的宽DE为 265 .
【分析】根据此抛物线经过原点,可设函数关系式为y=ax2.根据AB=1.6,涵洞顶点O到水面的距离为2.4m,那么B点坐标应该是(0.8,﹣2.4),利用待定系数法即可求出函数的解析式,继而求出点D的坐标及ED的长.
【解析】∵抛物线y=ax2(a<0),
点B在抛物线上,将B(0.8,﹣2.4),
它的坐标代入y=ax2(a<0),
求得a=-154,
所求解析式为y=-154x2.
再由条件设D点坐标为(x,﹣0.9),
则有:﹣0.9=-154x2.,
解得:x=±65,
所以宽度为265,
故答案为:265.
12.(2019秋•建湖县期末)如图,有一个横截面边缘为抛物线的隧道入口,隧道入口处的底面宽度为8m,两侧距底面4m高处各有一盏灯,两灯间的水平距离为6m,则这个隧道入口的最大高度为 9.1 m(精确到0.1m).
【分析】由题意可知各点的坐标,A(﹣4,0),B(4,0),D(﹣3,4),又由抛物线的顶点在y轴上,即可设抛物线的解析式为y=ax2+c,然后利用待定系数法即可求得此二次函数的解析式,继而求得这个门洞的高度.
【解析】建立如图所示的平面直角坐标系.
由题意可知各点的坐标,A(﹣4,0),B(4,0),D(﹣3,4).
设抛物线的解析式为:y=ax2+c(a≠0),把B(4,0),D(﹣3,4)代入,得
16a+c=09a+c=4,
解得a=-47c=647,
∴该抛物线的解析式为:y=-47x2+647,
则C(0,647).
∵647m≈9.1m.
13.(2020•长春一模)如图是一座截面边缘为抛物线的拱形桥,当拱顶离水面2米高时,水面l为4米,则当水面下降1米时,水面宽度增加 (26-4) 米.
【分析】建立平面直角坐标系,根据题意设出抛物线解析式,利用待定系数法求出解析式,根据题意计算即可.
【解析】建立平面直角坐标系如图:
则抛物线顶点C坐标为(0,2),
设抛物线解析式y=ax2+2,
将A点坐标(﹣2,0)代入,可得:0=4a+2,
解得:a=-12,
故抛物线解析式为y=-12x2+2,
当水面下降1米,通过抛物线在图上的观察可转化为:
当y=﹣1时,对应的抛物线上两点之间的距离,
也就是直线y=﹣1与抛物线相交的两点之间的距离,
将y=﹣1代入抛物线解析式得出:﹣1=﹣0.5x2+2,
解得:x=±6,
所以水面宽度为26米,
故水面宽度增加了(26-4)米,
故答案为:(26-4).
14.(2021•工业园区一模)如图①,“东方之门”通过简单的几何曲线处理,将传统文化与现代建筑融为一体,最大程度地传承了苏州历史文化.如图②,“东方之门”的内侧轮廊是由两条抛物线组成的,已知其底部宽度均为80m,高度分别为300m和225m,则在内侧抛物线顶部处的外侧抛物线的水平宽度(AB的长)为 40 m.
【分析】以底部所在的直线为x轴,以线段AB的垂直平分线所在的直线为y轴建立平面直角坐标系,用待定系数法求得外侧抛物线的解析式,则可知点A、B的横坐标,从而可得AB的长.
【解析】以底部所在的直线为x轴,以线段AB的垂直平分线所在的直线为y轴建立平面直角坐标系:
∴C(﹣40,0),D(40,0),
设外侧抛物线的解析式为y=a(x+40)(x﹣40),将(0,300)代入,得:
300=a(0+40)(0﹣40),
解得:a=-316,
∴内侧抛物线的解析式为y=-316x2+300,
将y=225代入得:-316x2+300=225,
解得:x=±20,
∴A(﹣20,225),B(20,225),
∴AB=40,
∴在内侧抛物线顶部处的外侧抛物线的水平宽度(AB的长)为40m.
故答案为:40.
15.(2021•二道区校级一模)如图是某地一座抛物线形拱桥,桥拱在竖直平面内,与水平桥面相交于A、B两点,拱桥最高点C到AB的距离为8m,AB=24m,D,E为拱桥底部的两点,且DE∥AB,若DE的长为36m,则点E到直线AB的距离为 10m .
【分析】建立平面直角坐标系,DE在x轴上,y轴经过最高点C,设抛物线的解析式为y=a(x﹣18)(x+18),OH=k,用含k的式子表示出点A和点C的坐标,再代入抛物线解析式,得方程组,解得a和k的值,则k的值即为所求的答案.
【解析】如图,建立平面直角坐标系,DE在x轴上,y轴经过最高点C,
设AB与y轴交于点H,
∵DE=36m,
∴D(﹣18,0),E(18,0),设抛物线的解析式为y=a(x﹣18)(x+18),
∵AB=24m,
∴AH=BH=12m,
设OH=k,则A(﹣12,k),
∵拱桥最高点C到AB的距离为8m,
∴C(0,k+8),
将点A和点C的坐标代入抛物线解析式得:
k=a(-12-18)(-12+18)k+8=a(0-18)(0+18),
解得:a=-118k=10,
∴点E到直线AB的距离为10m.
故答案为:10m.
16.(2020秋•江都区期末)道路的隔离栏通常会涂上醒目的颜色,呈抛物线形状(如图1),图2是一个长为2米,宽为1米的矩形隔离栏,中间被4根栏杆五等分,每根栏杆的下面一部分涂上醒目的蓝色,颜色的分界处(点E,点P)以及点A,点B落在同一条抛物线上,若第1根栏杆涂色部分(EF)与第2根栏杆未涂色部分(PQ)长度相等,则EF的长度是 0.4米 .
【分析】设B为坐标原点,BA所在的直线为x轴,BC所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,设抛物线解析式为:y=ax2+bx+c,先分别将点B和点A的坐标代入,求得c的值并用a表示b,设EF=PQ=m,用含m的式子分别表示出点E和点P的坐标,代入解析式,从而得出关于a和m的方程组,求解即可.
【解析】设B为坐标原点,BA所在的直线为x轴,BC所在直线为y轴,建立平面直角坐标系,如图:
设抛物线解析式为:y=ax2+bx+c,
将B(0,0)代入得:c=0,
∴y=ax2+bx,
∵BA=2米,
∴A(2,0),
∴0=a×22+2b,
∴b=﹣2a,
∴y=ax2﹣2ax,
设EF=PQ=m,
则E(0.4,m),P(0.8,1﹣m),
将点E和点P坐标分别代入抛物线解析式得:
m=a×0.42-2a×0.41-m=a×0.82-2a×0.8,
解得:m=0.4a=-58.
∴EF=0.4米,
故答案为:0.4米.
17.(2020秋•兴城市期末)某广场有一喷水池,水从地面喷出,如图,以水平地面为x轴,出水点为原点,建立平面直角坐标系,水在空中划出的曲线是抛物线y=﹣2x2+4x(单位:米)的一部分,则水喷出的最大高度是 2 米.
【分析】水喷出的最大高度就是水在空中划出的抛物线y=﹣2x2+4x的顶点纵坐标,将y=﹣2x2+4x写成顶点式即可得出顶点坐标,从而求得答案.
【解析】由题意可知,水喷出的最大高度就是水在空中划出的抛物线y=﹣2x2+4x的顶点纵坐标,
∵y=﹣2x2+4x
=﹣2(x2﹣2x)
=﹣2(x﹣1)2+2,
∴顶点坐标为(1,2),
∴水喷出的最大高度是2米.
故答案为:2.
18.(2020秋•郫都区期末)如图,桥洞的拱形是抛物线,当水面宽AB为12m时,桥洞顶部离水面4m.若选取拱形顶点C为坐标原点,以水平方向为x轴,建立平面直角坐标系,此时该抛物线解析式为 y=-19x2 .
【分析】设抛物线解析式为y=ax2,根据题意得出点B的坐标,代入解析式求出a的值即可.
【解析】如图,拱形顶点C为坐标原点,以水平方向为x轴,建立平面直角坐标系,
由题意知B(6,﹣4),
设抛物线解析式为y=ax2,
将点B(6,﹣4)代入,得:﹣4=36a,
解得a=-19,
∴y=-19x2,
故答案为:y=-19x2.
三、解答题(本大题共6小题,共46分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(2019秋•德城区校级期中)如图,隧道的截面由抛物线和矩形构成,AB=8m,BC=2m,隧道的最高点P位于AB的中点的正上方,且与AB的距离为4m.
(1)建立如图所示的坐标系,求图中抛物线的解析式;
(2)若隧道为单向通行,一辆高4米、宽3米的火车能否从隧道内通过?请说明理由.
【分析】(1)由顶点坐标(4,6)和点A的坐标,即可求解;
(2)令y=4,则有4=-14(x-4)2+6,解得:x1=4+22,x2=4-22,|x1-x2|=42>3,即可求解.
【解析】(1)由题意可知,抛物线的顶点坐标(4,6),
设抛物线的方程为y=a(x﹣4)2+6,
又因为点A(0,2)在抛物线上,
所以有2=a(0﹣4)2+6.
所以a=-14.
因此有:y=-14(x-4)2+6;
(2)令y=4,则有4=-14(x-4)2+6,
解得:x1=4+22,x2=4-22,|x1-x2|=42>3,
∴货车可以通过.
20.(2021•长沙模拟)疫情期间,按照防疫要求,学生在进校时必须排队接受体温检测.某校统计了学生早晨到校情况,发现从7:00开始,在校门口的学生人数y(单位:人)随时间x(单位:分钟)的变化情况的图象是二次函数的一部分,如图所示.
(1)求y与x之间的函数解析式;
(2)从7:00开始,需要多少分钟校门口的学生才能全部进校?
(3)现学校通过调整校门口的入校通道,提高体温检测效率.经过调整,现在每分钟可以多通过2人,请问所有学生能够在7点30分完成进校吗?请说明理由.
【分析】(1)用待定系数法求解即可;
(2)令y=0,得:-12x2+16x+34=0,解方程并作出取舍即可;
(3)设第x分钟时的排队等待人数为w人,则w=y﹣2x,从而可得w关于x的二次函数,计算当x=30时的w值,则可得答案.
【解析】(1)设y与x之间的函数解析式为y=ax2+bx+c,
根据题意得:16a+4b+c=90c=34-b2a=16,
解得:a=-12b=16c=34,
∴y=-12x2+16x+34;
(2)令y=0,得:-12x2+16x+34=0,
解得:x1=﹣2(舍),x2=34.;
∴从7:00开始,需要34分钟校门口的学生才能全部进校;
(3)设第x分钟时的排队等待人数为w人,
由题意得:w=y﹣2x
=-12x2+14x+34,
当x=30时,w=4>0.
∴7点30分时所有学生不能全部完成进校.
21.(2021•杭州模拟)如图所示,某河面上有一座抛物线形拱桥,桥下水面在正常水位AB时,宽为20m,若水位上升3m,水面就会达到警戒线CD,这时水面宽为10m.
(1)建立适当的平面直角坐标系并求出抛物线的解析式;
(2)若洪水到来时,水位以每小时0.2m的速度上升,从警戒线开始,再持续多少小时就能到达拱桥的拱顶?
【分析】(1)以抛物线的顶点为原点,抛物线的对称轴为y轴建立平面直角坐标系,然后根据题意可得点B、D的横坐标,设抛物线解析式为y=ax2,然后可进行求解;
(2)由(1)可得CD距拱顶的距离,然后根据题意可直接进行列式求解.
【解析】(1)以抛物线的顶点为原点,抛物线的对称轴为y轴建立平面直角坐标系,如图所示:
设抛物线解析式为y=ax2,点D的坐标为D(5,m),则B(10,m﹣3),
由抛物线经过点D和点B,可得:25a=m100a=m-3,
解得:a=-125m=-1,
∴抛物线的解析式为y=-125x2;
(2)由(1)可得CD距拱顶的距离为1m,水位以每小时0.2m的速度上升,从警戒线开始,到达拱顶的时间为10.2=5(小时).
∴从警戒线开始,再持续5小时就能到达拱桥的拱顶.
22.(2021•合肥三模)某游乐园要建造一个直径为20m的圆形喷水池,计划在喷水池周边安装一圈喷水头,使喷出的水柱距池中心4m处达到最高,最大高度为6m.如图,以水平方向为x轴,喷水池中心为原点建立直角坐标系.
(1)若要在喷水池的中心设计一个装饰物,使各方向喷出的水柱在此汇合,则这个装饰物的高度为多少,请计算说明理由.
(2)为了增加喷水池的观赏性,游乐园新增加了一批向上直线型喷射的喷水头,这些喷水头以水池为圆心,分别以1.5米,3米,4.5米,6米,7.5米为半径呈圆形放置,为了保证喷水时互不干扰,防止水花四溅,且所有直线喷水头射程高度均为一致,则直线型喷水头最高喷射高度为多少米?(假设所有喷水头高度忽略不计).
【分析】(1)由题意可写出当x>0时,抛物线的顶点式解析式,用待定系数法求得其解析式,令x=0,求得y值,则可得这个装饰物的高度.
(2)根据抛物线的顶点式解析式,由二次函数的性质可得答案.
【解析】(1)由题意可得,当x>0时,抛物线的解析式为y=a(x﹣4)2+6(0≤x≤10),
把(10,0)代入得:0=a(10﹣4)2+6,
解得:a=-16,
∴抛物线的解析式为y=-16(x﹣4)2+6(0≤x≤10),
令x=0,得y=-16×16+6=103,
∴这个装饰物的高度为103m.
(2)∵当x>0时,抛物线y=-16(x﹣4)2+6的对称轴为x=4,分别以1.5米,3米,4.5米,6米,7.5米为半径呈圆形放置,
∴当x=4.5时,可达到最高喷射高度,
当x=4.5时,y=14324.
∴直线型喷水头最高喷射高度为14324米.
23.(2020秋•肥西县期末)某跳水运动员在进行跳水训练时,身体(看成一点)在空中的运动路线是如图所示的一条抛物线.已知跳板AB长为2米,跳板距水面CD高BC为3米,训练时跳水曲线在离起跳点水平距离1米时达到距水面最大高度4米,现以CD为横轴,CB为纵轴建立直角坐标系.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)求运动员落水点与点C的距离.
【分析】(1)建立平面直角坐标系,列出顶点式,代入点A的坐标,求得a的值,则可求得抛物线的解析式;
(2)令y=0,得关于x的方程,求得方程的解并根据题意作出取舍即可.
【解析】(1)如图所示,建立平面直角坐标系,
由题意可得抛物线的顶点坐标为(3,4),点A坐标为(2,3),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣3)2+4,
将点A坐标(2,3)代入得:3=a(2﹣3)2+4,
解得:a=﹣1,
∴这条抛物线的解析式为y=﹣(x﹣3)2+4;
(2)∵y=﹣(x﹣3)2+4,
∴令y=0得:0=﹣(x﹣3)2+4,
解得:x1=1,x2=5,
∵起跳点A坐标为(2,3),
∴x1=1,不符合题意,
∴x=5,
∴运动员落水点与点C的距离为5米.
24.(2021•凉山州模拟)我州拥有充足的日照、优质的水源和土壤,非常利于冬草莓种植,但草莓的产量对培育技术要求很高.某基地为降低成本、提高产量,发现基地草莓的生长率p与温度t(℃)有如下关系:如图,当10≤t≤25时可近似用函数p=150t-15刻画;当25≤t≤37时可近似用函数p=-1160(t﹣h)2+0.4刻画.按照经验,基地草莓提前上市的天数m(天)与生长率p之间满足已学过的函数关系,部分数据如下:
生长率p
0.2
0.25
0.3
0.35
提前上市的天数m(天)
0
5
10
15
(1)求h的值;
(2)写出m关于p的函数表达式;
(3)用含t的代数式表示m;
(4)天气寒冷,大棚加温可改变草莓生长速度.大棚恒温20℃时每天的成本为100元,计划该作物30天后上市,现根据市场调查:每提前一天上市售出(一次售完),销售额可增加600元.因此决定给大棚继续加温,但加温导致成本增加,估测加温到20≤t≤25时的成本为200元/天.但若欲加温到25<t≤37,由于要采用特殊方法,成本增加到400元/天.问加温到多少度时增加的利润最大?并说明理由.(注:假如草莓上市售出后大棚暂停使用)
【分析】(1)把(25,0.3)代入p=-1160(t﹣h)2+0.4中,便可求得h;
(2)由表格可知,m是p的一次函数,由待定系数法可解;
(3)分别求出当10≤t≤25时和当25≤t≤37时的函数解析式即可;
(4)分别求出当20≤t≤25时,增加的利润和当25<t≤37时,增加的利润,然后比较两种情况下的最大值,即可得结论.
【解析】(1)把(25,0.3)代入p=-1160(t﹣h)2+0.4,得:
0.3=1160(25﹣h)2+0.4,
解得:h=29或h=21,
∵25≤t≤37,
∴h=29.
(2)由表格可知,m是p的一次函数,
设m=kp+b,
把(0.2,0),(0.3,10)代入得:0=0.2k+b10=0.3k+b,
解得:k=100b=-20,
∴m=100p﹣20.
(3)当t=29时,提前20天上市,增加的利润最大,理由如下:
当10≤t≤25时,p=150t-15,
∴m=100(150t-15)﹣20=2t﹣40;
当25≤t≤37时,p=-1160(t﹣h)2+0.4,
∴m=100[-1160(t﹣h)2+0.4]﹣20=-58(t﹣29)2+20,
∴m=2t-40(10≤t<25)-56(t-29)2+20(25≤t≤37);
(4)当20≤t≤25时,增加的利润为:
600m+[100×30﹣200(30﹣m)]=800m﹣3000=1600t﹣35000,
当t=25时,增加的利润的最大值为1600×25﹣35000=5000元;
当25<t≤37时,增加的利润为:
600m+[100×30﹣400(30﹣m)]=1000m﹣9000=﹣625(t﹣29)2+11000,
∴当t=29时,增加的利润的最大值为11000元.
综上,当t=29时,提前20天上市,增加的利润最大,最大值为11000元.
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