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湘教版数学9年级下册培优备精做课件1.5.1抛物线形二次函数第1章二次函数授课教师:Home .班级:九年级(---)班.时间:. 白娘子初见许仙是在西湖断桥,现在有一座类似的拱桥,它的纵截面是抛物线的一部分,跨度是 4.9 m,当水面宽是 4 m 时,拱顶离水面 2 m.现在想了解水面宽度变化时,拱顶离水面的高度怎样变化.你能想出办法来吗?
建立函数模型
这是什么样的函数呢?
拱桥的纵截面是抛物线,所以应当是个二次函数
你能想出办法来吗?
探究
拱桥问题
怎样建立直角坐标系比较简单呢?
以拱顶为原点,抛物线的对称轴为y 轴,建立直角坐标系,如图.
从图看出,什么形式的二次函数图象是这条抛物线呢?
由于顶点坐标是(0,0),因此这个二次函数的形式为
x
O
y
-2
-4
2
1
-2
-1
A
已知水面宽 4 m 时,
拱顶离水面高 2 米,
因此点 A( 2,-2)在抛物线上,由此得出
x
O
y
-2
-4
2
1
-2
-1
A
如何确定 a 是多少?
因此, ,其中 |x|是水面宽度的一半,y 是拱顶离水面高度的相反数,这样我们就可以了解到水面宽度变化时,拱顶离水面高度怎样变化.
解得
由于拱桥的跨度为 4.9 m,因此自变量 x 的取值范围是:
水面宽 3 m 时, 从而
因此拱顶离水面高 1.125 m.
现在你能求出水面宽 3 m时,拱顶离水面高多少吗?
知识要点
建立二次函数模型解决实际问题的基本步骤是什么?
实际问题
建立二次函数模型
利用二次函数的图象和性质求解
实际问题的解
例1 某公园要建造圆形喷水池,在水池中央垂直于水面处安装一个柱子 OA,O 恰在水面中心,OA=1.25 m,由柱子顶端 A 处的喷头向外喷水,水流在各个方向沿形状相同的抛物线落下,为使水流形状较为漂亮,要求设计成水流在离 OA 距离为 1 m处达到距水面最大高度 2.25 m.如果不计其它因素,那么水池的半径至少要多少才能使喷出的水流不致落到池外?
典例精析
解:建立如图所示的坐标系,
根据题意得,A 点坐标为( 0,1.25 ),顶点 B 坐标为( 1,2.25 ).
数学化
● B( 1 , 2.25)
(0,1.25)
●
C
●
D
o
A
x
y
根据对称性,如果不计其它因素,那么水池的半径至少要 2.5 m,才能使喷出的水流不致落到池外.
当 y = 0 时,可求得点 C 的坐标为(2.5,0) ;
同理,点 D 的坐标为 (-2.5,0) .
设抛物线为 y = a( x + h )2 + k,由待定系数法可求得抛物线表达式为:y =- ( x - 1)2 + 2.25.
●B(1,2.25)
(0,1.25)
●
D
o
A
x
y
●
C
运动中的抛物线及其他实物型抛物线问题
例2 如图,一名运动员在距离篮球圈中心 4 m(水平距离)远处跳起投篮,篮球准确落入篮圈,已知篮球运行的路线为抛物线,当篮球运行水平距离为 2.5 m时,篮球达到最大高度,且最大高度为 3.5 m,如果篮圈中心距离地面 3.05 m,那么篮球在该运动员出手时的高度是多少?
典例精析
解:如图,建立直角坐标系.
则点 A 的坐标是( 1.5,3.05),
篮球在最大高度时的位置为 B ( 0,3.5).
以点 C 表示运动员投篮球的出手处.
x
y
O
解得
a = -0.2,
k = 3.5,
设以 y 轴为对称轴的抛物线的解析式为 y = a(x - 0)2 +k ,
即 y = ax2 + k.而点 A,B 在这条抛物线上,所以有
所以该抛物线的表达式为 y =-0.2x2 + 3.5.
当 x = -2.5时,y = 2.25 .
故该运动员出手时的高度为 2.25 m.
2.25a+k = 3.05,
k=3.5,
x
y
O
练习
如图是某抛物线形悬索桥的截面示意图, 已知悬索桥两端主塔高150 m, 主塔之间的距离为900 m, 试建立适当的直角坐标系, 求出该抛物线形桥所对应的二次函数表达式.
设二次函数表达式为 y = ax2
A(450,150)
解得
所以 ,-450≤x≤450
【教材P31页】
【点拨】∵AB∥x轴,CH⊥AB且CH=1 cm,BD=
2 cm,且B,D关于y轴对称,∴点B的坐标为(-1,1),点D的坐标为(1,1).∵AB∥x轴,最低点C在x轴上,∴A,B关于直线CH对称.又∵AB=4 cm,∴易得左边抛物线的顶点C的坐标为(-3,0).∴右边抛物线的顶点F的坐标为(3,0).
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【答案】 B
2. 某水利工程公司开挖的池塘,蓄水之后截面呈抛物线形,如图所示,在图中建立平面直角坐标系,并标出相关数据(单位:m).
建立二次实际问题的一般步骤:
(1)根据题意建立适当的平面直角坐标系.
(2)把已知条件转化为点的坐标.
(3)合理设出函数解析式.
(4)利用待定系数法求出函数解析式.
(5)根据求得的解析式进一步分析,判断并进行有关的计算.
课堂小结