
例1(2023深圳中考21題)蔬菜大棚是一種具有出色的保溫性能的框架覆膜結(jié)構(gòu),它出現(xiàn)使得人們可以吃到反季節(jié)蔬菜.一般蔬菜大棚使用竹結(jié)構(gòu)或者鋼結(jié)構(gòu)的骨架,上面覆上一層或多層保溫塑料膜,這樣就形成了一個(gè)溫室空間.
如圖1,某個(gè)溫室大棚的橫截面可以看作矩形ABCD和拋物線AED構(gòu)成,其中AB=3m,BC=4m,取BC中點(diǎn)O,過(guò)點(diǎn)O作線段BC的垂直平分線OE交拋物線AED于點(diǎn)E,若以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),BC所在直線為x軸,OE為y軸建立如圖所示平面直角坐標(biāo)系.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)如圖2,拋物線AED的頂點(diǎn)E(0,4),求拋物線的解析式;
(2)如圖3,為了保證蔬菜大棚的通風(fēng)性,該大棚要安裝兩個(gè)正方形孔的排氣裝置LFGT,SMNR,若FL=NR=0.75m,求兩個(gè)正方形裝置的間距GM的長(zhǎng);
(3)如圖4,在某一時(shí)刻,太陽(yáng)光線透過(guò)A點(diǎn)恰好照射到C點(diǎn),此時(shí)大棚截面的陰影為CK,求CK的長(zhǎng).
解:(1)∵AB=3m,AD=BC=4m,E(0,4),∴A(﹣2,3),B(﹣2,0),C(2,0),D(2,3),設(shè)拋物線表達(dá)式為y=ax2+bx+c,將A、D、E三點(diǎn)坐標(biāo)代入表達(dá)式,
得4a?2b+c=34a+2b+c=3c=4,解得a=?14b=0c=4.
∴拋物線表達(dá)式為y=?14x2+4.
(2)設(shè)G(﹣t,3),則L(﹣t?34,3+34),
∴3+34=?14(?t?34)2+4,解得t=14(負(fù)值舍去),
∴GM=2t=12.
(3)取最右側(cè)光線與拋物線切點(diǎn)為F,如圖4,
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
∴?2k+b=32k+b=0,解得k=?34b=32,
∴直線AC的解析式為y=?34x+32,
∵FK∥AC,設(shè)lFK:y=?34x+m,∴y=?34x+my=?14x2+4,得?14x2+34x+4?m=0,∴Δ=(34)2?4×(?14)(4?m)=0,解得m=7316,∴直線FK的解析式為y=?34x+7316,令y=0,得x=7312,
∴BK=7312+2=9712.∴CK=BK﹣BC=9712?4=4912
例2(2024南山育才中考模擬)【項(xiàng)目式學(xué)習(xí)】
項(xiàng)目主題:設(shè)計(jì)澆地窗的遮陽(yáng)篷
項(xiàng)目背景:小明家的窗戶朝南,窗戶的高度AB=2m,為了遮擋太陽(yáng)光,小明做了遮陽(yáng)篷的設(shè)計(jì)方案,請(qǐng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)方案完成以下任務(wù).
方案1:直角形遮陽(yáng)篷
如圖1:小明設(shè)計(jì)的第一個(gè)方案為直角遮陽(yáng)篷BCD,點(diǎn)C在AB的延長(zhǎng)線上CD⊥AC.
(1)若BC=0.5m,CD=1m,則支撐桿BD=________m.
(2)小明發(fā)現(xiàn)上述方案不能很好發(fā)揮遮陽(yáng)作用,如圖2,他觀察到此地一年中的正午時(shí)刻,太陽(yáng)光與地平面的最小夾角為α,最大夾角為β,小明查閱資料,計(jì)算出tanα=,tanβ=,為了讓遮陽(yáng)篷既能最大限度的使冬天溫暖的陽(yáng)光射入室內(nèi)(太陽(yáng)光與BD平行),又能最大限度的遮擋夏天火熱的陽(yáng)光(太陽(yáng)光與AD平行),請(qǐng)求出圖2中的BC、CD的長(zhǎng)度.
方案2:拋物線形遮陽(yáng)篷
(3)如圖3,為了美觀及實(shí)用性,小明在(2)的基礎(chǔ)上將CD邊改為拋物線形可伸縮的遮陽(yáng)篷(F為拋物線的頂點(diǎn),DF段可伸縮),且∠CFD=90°,BC、CD的長(zhǎng)保持不變,若以C為原點(diǎn),CD方向?yàn)閤軸,BC方向?yàn)閥軸,①求該二次函數(shù)的表達(dá)式;②若某時(shí)刻太陽(yáng)光與水平地面夾角的正切值tan=,使陽(yáng)光最大限度的射入室內(nèi),求遮陽(yáng)篷點(diǎn)D上長(zhǎng)升的高度的最小值(即點(diǎn)D'到CD的距離)
解:(1)由勾股定理直接計(jì)算BD=
如圖所示,設(shè)EF=m,則AE=3m,DE=4m,故2+m=4m得m=,故BC=,CD=2m;
①易知點(diǎn)F(1,1)設(shè)二次函數(shù)解析式為,將(0,0)代入得a=-1,故二次函數(shù)的解析式為
②如圖,設(shè)光線恰好經(jīng)過(guò)點(diǎn)B,與x軸交于點(diǎn)I,與拋物線交于點(diǎn)D,則易知BI的解析式為,與拋物線聯(lián)立得x1=,x2=(舍去),此時(shí)y=,故上升的最小高度為
全真模擬練習(xí)
1.根據(jù)以下素材,探索完成任務(wù)
如何探測(cè)彈射飛機(jī)的軌道設(shè)計(jì)
素材1:圖1是某科技興趣小組的同學(xué)們制作出的一款彈射飛機(jī),為驗(yàn)證飛機(jī)的一些性能,通過(guò)測(cè)試收集了飛機(jī)相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的飛行水平距離s與飛行時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式為:x=3t,飛行高度y(單位:m)隨飛機(jī)時(shí)間t(單位:s)的變化滿足二次函數(shù)關(guān)系,數(shù)據(jù)如表所示
素材2:圖2是興趣小組同學(xué)在室內(nèi)操場(chǎng)的水平地面上設(shè)置一個(gè)高度可以變化的發(fā)射平臺(tái)PQ,當(dāng)彈射口高度變化時(shí),飛機(jī)飛行的軌跡可視為拋物線上下平移得到,線段AB為飛機(jī)回收區(qū)域,已知AP=42m,AB=(18-24)m,問(wèn)題解決
任務(wù)1:確定函數(shù)表達(dá)式,求y關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式;
任務(wù)2:探究飛行距離,當(dāng)飛機(jī)落地(高度為0m)時(shí),求飛機(jī)飛行的水平距離;
任務(wù)3:確定彈射口高度,當(dāng)飛機(jī)落到AB內(nèi)(不包含端點(diǎn)A、B),求發(fā)射臺(tái)彈射口高度(結(jié)果為整數(shù))
2.利用素材解決:《橋梁的設(shè)計(jì)》
3.根據(jù)以下素材,探究完成任務(wù)
4.九年級(jí)某班級(jí)同學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目式學(xué)習(xí)如下:
5.陜西飲食文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng),“老碗面”是陜西地方特色美食之一.如圖是從正面看到的一個(gè)“老碗”,其橫截面可以近似的看成是如圖(1)所示的以AB 為直徑的半圓 O,MN 為臺(tái)面截線,半圓 O 與 MN 相切于點(diǎn) P,連結(jié) OP 與 CD 相 交于點(diǎn) E.水面截線 CD= 6cm,MN//CD,AB=12cm.
(1)如圖(1)求水深 EP;
(2)將圖(1)中的老碗先沿臺(tái)面 MN 向左作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)到如圖(2)的位置,使
得 A、C 重合,求此時(shí)最高點(diǎn) B 和最低點(diǎn) P 之間的距離 BP 的長(zhǎng);
(3)將碗從(2)中的位置開(kāi)始向右邊滾動(dòng)到圖(3)所示時(shí)停止,若此時(shí)∠BOP=75°,
求滾動(dòng)過(guò)程中圓心 O 運(yùn)動(dòng)的路徑長(zhǎng).
6.某廠家特制了一批高腳杯,分為男士杯和女士杯(如圖1),相關(guān)信息如下:
根據(jù)以上素材內(nèi)容,嘗試求解以下問(wèn)題:
(1)求拋物線DCE和拋物線FCG的解析式;
(2)當(dāng)杯子水平放置及杯內(nèi)液體靜止時(shí),若男士杯中的液體與女士杯中的液體深度均為4cm,求兩者液體最上層表面圓面積之差;(結(jié)果保留π)
(3)當(dāng)杯子水平放置及杯內(nèi)液體靜止時(shí),若男士杯中的液體與女士杯中的液體深度相等,兩者液體最上層表面圓面積相差4πcm2,求杯中液體的深度.
7.中新社上海3月21日電(記者繆璐)21日在上海舉行的2023年全國(guó)跳水冠軍賽女子單人10米跳臺(tái)決賽中,陳芋汐以416.25分的總分奪得冠軍,全紅嬋位列第二,掌敏潔獲得銅牌.在精彩的比賽過(guò)程中,全紅嬋選擇了一個(gè)極具難度的207C(向后翻騰三周半抱膝).如圖2所示,建立平面直角坐標(biāo)系xOy.如果她從點(diǎn)A(3,10)起跳后的運(yùn)動(dòng)路線可以看作拋物線的一部分,從起跳到入水的過(guò)程中,她的豎直高度y(單位:米)與水平距離x(單位:米)近似滿足函數(shù)關(guān)系式y(tǒng)=a(x﹣h)2+k(a<0).
(1)在平時(shí)訓(xùn)練完成一次跳水動(dòng)作時(shí),全紅蟬的水平距離x與豎直高度y的幾組數(shù)據(jù)如下:
根據(jù)上述數(shù)據(jù),直接寫出k的值為 ,直接寫出滿足的函數(shù)關(guān)系式: ;
(2)比賽當(dāng)天的某一次跳水中,全紅嬋的豎直高度y與水平距離x近似滿足函數(shù)關(guān)系y=﹣5x2+40x﹣68,記她訓(xùn)練的入水點(diǎn)的水平距離為d1;比賽當(dāng)天入水點(diǎn)的水平距離為d2,則d1 d2(填“>”“=”或“<”);
(3)在(2)的情況下,全紅嬋起跳后到達(dá)最高點(diǎn)B開(kāi)始計(jì)時(shí),若點(diǎn)B到水平面的距離為c,則她到水面的距離y與時(shí)間t之間近似滿足y=﹣5t2+c,如果全紅嬋在達(dá)到最高點(diǎn)后需要1.6秒的時(shí)間才能完成極具難度的270C動(dòng)作,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明,她當(dāng)天的比賽能否成功完成此動(dòng)作?
8.【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】
一天放學(xué)后,媽媽帶小麗到面館去吃牛肉面,愛(ài)思考的小麗仔細(xì)觀察盛面的碗,如圖1,她發(fā)現(xiàn)面碗的軸截面(不包含碗足部分)可以近似看成是拋物線的一部分.
【提出問(wèn)題】
碗體(碗體的厚度忽略不計(jì))上一點(diǎn)到碗底內(nèi)部所在平面的距離y(cm)與這一點(diǎn)到碗的中軸線(面碗的上、下兩個(gè)底面圓的圓心所在直線)m的距離x(cm)之間有怎樣的函數(shù)關(guān)系?
【分析問(wèn)題】
小麗從書包里拿出刻度尺、筆和本,向服務(wù)員借來(lái)一個(gè)空的面碗,把面碗正放在桌面上,對(duì)面碗進(jìn)行了簡(jiǎn)單的測(cè)量,并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出面碗的軸截面,如圖2,面碗的上口徑AB=24cm,碗底直徑CD=EF=6cm,面碗的邊沿上一點(diǎn)B到桌面EF的距離BG=8cm,碗足高DF=1cm.小麗又進(jìn)一步建立以CD所在直線為x軸,以直線m為y軸的平面直角坐標(biāo)系(如圖3),從而求出y與x的關(guān)系式.
【解決問(wèn)題】
(1)請(qǐng)你幫助小麗求出y與x的關(guān)系式;
(2)小麗向空面碗中倒入一些水,當(dāng)水面寬度為20cm時(shí),求此時(shí)面碗中水的深度;
(3)小麗將(2)中面碗中的水傾倒至如圖4所示,水面剛好與BC重合,直接寫出此時(shí)面碗中水的最大深度.
9.根據(jù)以下素材,探索完成任務(wù).
10.根據(jù)以下素材,探索完成任務(wù):
飛行時(shí)間t/s
0
2
4
6
8
...
飛行高度y/m
0
10
16
18
16
...
問(wèn)題驅(qū)動(dòng)
某地欲修建一座搭橋,橋的底邊兩端間的水平寬AB=L,稱跨度,橋面最高點(diǎn)到AB的距離CD=h稱拱高,拱橋的輪廓可以設(shè)計(jì)成是圓弧或拋物線型,若修建拱橋的距離L=32米,拱高h(yuǎn)=8米.
設(shè)計(jì)方案
方案一
方案二
設(shè)計(jì)類型
圓弧型
拋物線型
任務(wù)一
設(shè)計(jì)成圓弧型,求該圓弧所在圓的半徑
設(shè)計(jì)成拋物線型,以AB所在直線為x軸,AB的垂直平分為y軸建立坐標(biāo)系,求橋拱的函數(shù)表達(dá)式
任務(wù)二
如圖,一艘船露出水面部分的橫截面為矩形EFGH,測(cè)得EF=6.1米,EH=16米,請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明貨船能否分別順利通過(guò)這兩座橋梁.
設(shè)計(jì)求碗中面湯液面寬度的方案
素材1
圖1是一個(gè)瓷碗,圖2是其截面圖,碗體DEC呈拋物線狀(碗體厚度不計(jì))碗高GF=7cm,碗底寬AB=3cm,當(dāng)瓷碗中裝滿面湯時(shí),液面寬CD=12cm,此時(shí)面湯最大深度EG=6cm.
素材2
如圖3,把瓷碗繞點(diǎn)B緩緩傾斜倒出部分面湯,當(dāng)點(diǎn)A離MN距離為1.8cm時(shí)停止
任務(wù)1
確定碗體形狀
在圖2中建立合適的直角坐標(biāo)系,求拋物線的表達(dá)式
任務(wù)2
擬定設(shè)計(jì)方案1
根據(jù)圖2位置,把碗中面湯喝掉一部分,當(dāng)碗中液面高度(離桌面MN距離)為5cm時(shí),求此時(shí)碗中液面寬度.
任務(wù)3
擬定設(shè)計(jì)方案2
如圖3,當(dāng)碗停止傾斜時(shí),求此時(shí)碗中液面寬度CH.
綠化帶灌溉車的操作探究
項(xiàng)目?jī)?nèi)容
項(xiàng)目素材
項(xiàng)目任務(wù)
【項(xiàng)目一】
明確灌溉方式
如圖 1,灌溉車沿著平行于綠化 帶底部邊線 I 的方向行駛,為 綠化帶澆水.噴水口 H 離地豎 直高度為h(單位:m ),灌溉
車到l 的距離OD長(zhǎng)度為d(單 位:m ).
“博學(xué)小組”經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量,建 立如下數(shù)學(xué)模型:如圖 2,可以 把灌溉車噴出水的上、下邊緣 抽象為平面直角坐標(biāo)系中兩條拋物線的部分圖象,下邊緣拋物線是由上邊緣拋物線向左平移得到;把綠化帶橫截面抽象為矩形 DEFG,其水平寬度 DE ??3m,豎直高度 EF ? 0.5m 噴水口離開(kāi)地面高h(yuǎn) ? 1.5米,上邊緣拋物線最高點(diǎn)離噴水口的水平距離為2m ,高出噴水口 0.5m.
【任務(wù)一】結(jié)合圖象和數(shù)據(jù),請(qǐng)你求出灌溉車的最大射程OC 的長(zhǎng)度
【項(xiàng)目二】提倡有效灌溉
“篤志小組”實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn):為了節(jié)約用水,進(jìn)行有效灌溉,灌溉車在進(jìn)行行業(yè)時(shí),要保證噴出的水能澆灌到整個(gè)綠化帶(上邊緣拋物線不低于點(diǎn)F,點(diǎn)D不在下邊緣拋物線內(nèi))
【任務(wù)二】請(qǐng)你求出灌溉車有效灌溉時(shí),灌溉車到綠化帶底邊緣的距離OD的取值范圍.
素材
內(nèi)容
素材1
如圖1,這種高腳杯從下往上分為三部分:
杯托,杯腳,杯體.杯托為一個(gè)圓,水平放置時(shí)候,杯腳經(jīng)過(guò)杯托圓心,并垂直任意直徑,杯體的水平橫截面都為圓,這些圓的圓心都在杯腳所在直線上.
素材2
圖2坐標(biāo)系中,特制男士杯可以看作由線段AB,OC,拋物線DCE(實(shí)線部分),線段DF,線段EG繞y軸旋轉(zhuǎn)形成的立體圖形(不考慮杯子厚度,下同);特制女士杯可以看作由線段AB,OC,拋物線FCG(虛線部分)繞y軸旋轉(zhuǎn)形成的立體圖形.
素材3
已知,圖2坐標(biāo)系中,OC=5cm,記為C(0,5),D(?52,152),E(52,152),F(xiàn)(?52,15),G(52,15).
水平距離x/m
0
3
3.5
4
4.5
豎直高度y/m
10
10
k
10
6.25
如何調(diào)整蔬菜大棚的結(jié)構(gòu)?
素材1
我國(guó)的大棚(如圖1)種植技術(shù)已十分成熟,一塊土地上有一個(gè)蔬菜大棚,其橫截面頂部為拋物線型,大棚的一端固定在墻體OA上,另一端固定在墻體BC上,其橫截面有2根支架DE,F(xiàn)G,相關(guān)數(shù)據(jù)如圖2所示,其中DE=BC,OF=DF=BD.
素材2
已知大棚有200根長(zhǎng)為DE的支架和200根長(zhǎng)為FG的支架,為增加棚內(nèi)空間,擬將圖2中棚頂向上調(diào)整,支架總數(shù)不變,對(duì)應(yīng)支架的長(zhǎng)度變化如圖3所示,調(diào)整后C與E上升相同的高度,增加的支架單價(jià)為60元/米(接口忽略不計(jì)),現(xiàn)有改造經(jīng)費(fèi)32000元.
問(wèn)題解決
任務(wù)1
確定大棚形狀
在圖2中以點(diǎn)O為原點(diǎn),OA所在直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,求拋物線的函數(shù)表達(dá)式.
任務(wù)2
嘗試改造方案
當(dāng)CC′=1米,只考慮經(jīng)費(fèi)情況下,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明能否完成改造.
任務(wù)3
擬定最優(yōu)方案
只考慮經(jīng)費(fèi)情況下,求出CC′的最大值.
素材一
太陽(yáng)光線與地面的夾角叫做太陽(yáng)高度角.冬至是北半球各地白晝時(shí)間最短、黑夜最長(zhǎng)的一天;夏至是北半球各地黑夜時(shí)間最短、白晝最長(zhǎng)的一天.設(shè)冬至這天正午時(shí)刻太陽(yáng)高度角為α,夏至這天正午時(shí)刻太陽(yáng)高度角為β.
素材二
廠家設(shè)計(jì)了可伸縮拋物線型遮陽(yáng)棚,其側(cè)面示意圖如圖1所示.曲線QM為遮陽(yáng)棚,PQ為遮陽(yáng)棚安裝在窗戶上方的支架,PQ⊥QM,線段QM的長(zhǎng)度稱為遮陽(yáng)棚的跨度.已知遮陽(yáng)棚QM所在的拋物線與拋物線y=?14x2的形狀相同.
素材三
如圖2,AB為小明家的朝南窗戶,測(cè)得tanα=14,∠β=45°,窗戶AB的高度為1.5米.為能最大限度地遮擋夏天炎熱的陽(yáng)光,又能最大限度地使冬天溫暖的陽(yáng)光射入室內(nèi),在安裝遮陽(yáng)棚時(shí),需根據(jù)實(shí)際計(jì)算遮陽(yáng)棚的跨度(QM的長(zhǎng)).
素材四
春節(jié)前期,小明想在遮陽(yáng)棚頂部掛一盞高為0.3米的燈籠(如圖3).如圖4,燈籠CD與窗戶的水平距離為m米,燈籠的底端(點(diǎn)D)與窗戶的上沿(點(diǎn)B)的鉛垂高度為n米,燈籠頂端(點(diǎn)C)與懸掛點(diǎn)(點(diǎn)N)的距離為d米.
解決問(wèn)題
任務(wù)1
求小明家所需的遮陽(yáng)棚的跨度QM.
任務(wù)2
當(dāng)d=0.16時(shí),求m的值.
任務(wù)3
現(xiàn)要求0.6≤m≤1.5且0.1≤n≤0.2,求d的取值范圍.
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這是一份專題11 幾何與函數(shù)動(dòng)點(diǎn)綜合題,文件包含專題11幾何與函數(shù)動(dòng)點(diǎn)綜合題原卷版docx、專題11幾何與函數(shù)動(dòng)點(diǎn)綜合題解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共126頁(yè), 歡迎下載使用。
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