【解答】解:任務(wù)1:由題意得,A(0,0.72),頂點(diǎn)為(0.3,0.75).
∴可設(shè)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=a(x﹣0.3)2+0.75.
又拋物線過A(0,0.72),
∴0.72=0.09a+0.75.
∴a=﹣.
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣(x﹣)2+.
任務(wù)2:由題意,∵噴泉池的半徑為2.1米,
∴令x=2.1,則y=﹣(2.1﹣)2+=﹣0.33.
∴噴水口升高的最小值為|﹣0.33|=0.33(米).
任務(wù)3:當(dāng)y=﹣(x﹣)2+向上平移個(gè)單位,
∴y=﹣(x﹣)2++.
令y=0,即0=﹣(x﹣)2++.
∴當(dāng)x=2.3或x=﹣1.7(舍去).
∴2.3﹣2.1=0.2(米).
∴建議花卉的種植寬度為0.2米.
對(duì)應(yīng)練習(xí):
1.(2024?青島)5月中旬,櫻桃相繼成熟,果農(nóng)們迎來了繁忙的采摘銷售季.為了解櫻桃的收益情況,從第1天銷售開始,小明對(duì)自己家的兩處櫻桃園連續(xù)15天的銷售情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析:
A櫻桃園:
第x天的單價(jià)、銷售量與x的關(guān)系如表:
第x天的單價(jià)與x近似地滿足一次函數(shù)關(guān)系,已知每天的固定成本為745元.
B櫻桃園:
第x天的利潤(rùn)y2(元)與x的關(guān)系可以近似地用二次函數(shù)y2=ax2+bx+25刻畫,其圖象如圖:
(1)A櫻桃園第x天的單價(jià)是 (﹣2x+52) 元/盒(用含x的代數(shù)式表示);
(2)求A櫻桃園第x天的利潤(rùn)y1(元)與x的函數(shù)關(guān)系式;(利潤(rùn)=單價(jià)×銷售量﹣固定成本)
(3)①y2與x的函數(shù)關(guān)系式是 y2=﹣30x2+500x+25 ;
②求第幾天兩處櫻桃園的利潤(rùn)之和(即y1+y2)最大,最大是多少元?
(4)這15天中,共有 4 天B櫻桃園的利潤(rùn)y2比A櫻桃園的利潤(rùn)y1大.
【解答】解:(1)設(shè)第x天的單價(jià)m元與x滿足的一次函數(shù)關(guān)系式為:m=kx+b,
由題中表格可知:當(dāng)x=1時(shí),m=50;當(dāng)x=2時(shí),m=48;
∴,解得,
∴m=﹣2x+52,
故答案為:﹣2x+52;
(2)根據(jù)題意可得:y1=(﹣2x+52)(10x+10)﹣745,
化簡(jiǎn)整理得:,
∴A櫻桃園第x天的利潤(rùn)y1(元)與x的函數(shù)關(guān)系式為:;
(3)①由圖象可知:二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn)(1,495)、(2,905),
∴,解得,
∴y2=﹣30x2+500x+25,
故答案為:y2=﹣30x2+500x+25;
②=﹣50x2+1000x﹣200
=﹣50(x﹣10)2+4800,
∵﹣50<0,
∴當(dāng)x=10時(shí),y1+y2有最大值4800,
∴第10天兩處的櫻桃園的利潤(rùn)之和最大,最大是4800元;
(4)由題可知:y2>y1,
∴﹣30x2+500x+25>﹣20x2+500x﹣225即﹣10x2>﹣250,
解得:﹣5<x<5,
∵x取正整數(shù),
∴1≤x≤4,
∴這15天中共有4天B櫻桃園的利潤(rùn)y2比A櫻桃園的利潤(rùn)y1大,
故答案為:4.
2.(2024?鹽城)請(qǐng)根據(jù)以下素材,完成探究任務(wù).
【解答】解:任務(wù)1:根據(jù)題意安排70名工人加工一批夏季服裝,
∵安排x名工人加工“雅”服裝,y名工人加工“風(fēng)”服裝,
∴加工“正”服裝的有(70﹣x﹣y)人,
∵“正”服裝總件數(shù)和“風(fēng)”服裝相等,
∴(70﹣x﹣y)×1=2y,
整理得:;
任務(wù)2:根據(jù)題意得:“雅”服裝每天獲利為:x[100﹣2(x﹣10)],
∴w=2y×24+(70﹣x﹣y)×48+x[100﹣2(x﹣10)],
整理得:w=(﹣16x+1120)+(﹣32x+2240)+(﹣2x2+120x),
∴w=﹣2x2+72x+3360(x>10),
任務(wù)3:由任務(wù)2得w=﹣2x2+72x+3360=﹣2(x﹣18)2+4008,
∴當(dāng)x=18時(shí),獲得最大利潤(rùn),
,
∴x≠18,
∵開口向下,
∴取x=17或x=19,
當(dāng)x=17時(shí),,不符合題意;
當(dāng)x=19時(shí),,符合題意;
∴70﹣x﹣y=34,
綜上:安排19名工人加工“雅”服裝,17名工人加工“風(fēng)”服裝,34名工人加工“正”服裝,即可獲得最大利潤(rùn).
3.(2024?鄞州區(qū)校級(jí)一模)根據(jù)下列素材,探索完成任務(wù).
【解答】解:(1)以最高點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn),水平方向?yàn)閤軸,則設(shè)y=ax2,經(jīng)過 ,
∴,
∴,
∴;
(2)由題意得:y軸上有一人,則左邊2人,右邊3人,
(或左右互換) 則最右邊1人(站在點(diǎn)H處)的橫坐標(biāo)為1.5,
當(dāng)x=1.5時(shí),,
5,
因此最矮的女生也無法順利通過頭頂.
(3)當(dāng)跳繩點(diǎn)距離地面1.65米,即y=﹣0.35時(shí),,
解得,
考慮右邊第二名隊(duì)員,當(dāng) 時(shí),×,
距離地面1.85米,高于最高的隊(duì)員;
當(dāng) 時(shí),即最左邊隊(duì)員在 橫坐標(biāo)位置;
當(dāng) 時(shí),最右邊隊(duì)員在 橫坐標(biāo)位置,則最左邊隊(duì)員在﹣橫坐標(biāo)位置;
∴最左邊隊(duì)員的橫坐標(biāo)為﹣﹣.
4.(2024?山西)綜合與實(shí)踐
問題情境:如圖1,矩形MNKL是學(xué)?;▓@的示意圖,其中一個(gè)花壇的輪廓可近似看成由拋物線的一部分與線段AB組成的封閉圖形,點(diǎn)A,B在矩形的邊MN上.現(xiàn)要對(duì)該花壇內(nèi)種植區(qū)域進(jìn)行劃分,以種植不同花卉,學(xué)校面向全體同學(xué)征集設(shè)計(jì)方案.
方案設(shè)計(jì):如圖2,AB=6米,AB的垂直平分線與拋物線交于點(diǎn)P,與AB交于點(diǎn)O,點(diǎn)P是拋物線的頂點(diǎn),且PO=9米.欣欣設(shè)計(jì)的方案如下:
第一步:在線段OP上確定點(diǎn)C,使∠ACB=90°,用籬笆沿線段AC,BC分隔出△ABC區(qū)域,種植串串紅;
第二步:在線段CP上取點(diǎn)F(不與C,P重合),過點(diǎn)F作AB的平行線,交拋物線于點(diǎn)D,E.用籬笆沿DE,CF將線段AC,BC與拋物線圍成的區(qū)域分隔成三部分,分別種植不同花色的月季.
方案實(shí)施:學(xué)校采用了欣欣的方案,在完成第一步△ABC區(qū)域的分隔后,發(fā)現(xiàn)僅剩6米籬笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完6米材料,需確定DE與CF的長(zhǎng).為此,欣欣在圖2中以AB所在直線為x軸,OP所在直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系.請(qǐng)按照她的方法解決問題:
(1)在圖2中畫出坐標(biāo)系,并求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)求6米材料恰好用完時(shí)DE與CF的長(zhǎng);
(3)種植區(qū)域分隔完成后,欣欣又想用燈帶對(duì)該花壇進(jìn)行裝飾,計(jì)劃將燈帶圍成一個(gè)矩形.她嘗試借助圖2設(shè)計(jì)矩形四個(gè)頂點(diǎn)的位置,其中兩個(gè)頂點(diǎn)在拋物線上,另外兩個(gè)頂點(diǎn)分別在線段AC,BC上.直接寫出符合設(shè)計(jì)要求的矩形周長(zhǎng)的最大值.
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題.
【專題】代數(shù)幾何綜合題;二次函數(shù)圖象及其性質(zhì);矩形 菱形 正方形;推理能力.
【解答】解:(1)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,
∵OP所在直線是AB的垂直平分線,且AB=6,
∴.
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),
∵OP=9,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,9),
∵點(diǎn)P是拋物線的頂點(diǎn),
∴設(shè)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=ax2+9,
∵點(diǎn)B(3,0)在拋物線y=ax2+9 上,
∴9a+9=0,
解得:a=﹣1.
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣x2+9(﹣3≤x≤3);
(2)點(diǎn)D,E在拋物線y=﹣x2+9 上,
∴設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(m,﹣m2+9),
∵DE∥AB,交y軸于點(diǎn)F,
∴DF=EF=m,OF=﹣m2+9,
∴DE=2m.
∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OA=OB,
∴.
∴CF=OF﹣OC=﹣m2+9﹣3=﹣m2+6,
根據(jù)題息,得DE+CF=6,
∴﹣m2+6+2m=6,
解得:m1=2,m=0(不符合題意,舍去),
∴m=2.
∴DE=2m=4,CF=﹣m2+6=2
答:DE的長(zhǎng)為4米,CF的長(zhǎng)為2米;
(3)如圖矩形燈帶為GHML,
由點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)得,直線AC和BC的表達(dá)式分別為:y=x+3,y=﹣x+3,
設(shè)點(diǎn)G(m,﹣m2+9)、H(﹣m,﹣m2+9)、L(m,m+3)、M(﹣m,m+3),
則矩形周長(zhǎng)=2(GH+GL)=2(﹣2m﹣m2+9﹣m﹣3)=﹣2(m+1.5)2+≤,
故矩形周長(zhǎng)的最大值為米.
5.(2024?深圳)在綜合實(shí)踐課上,數(shù)學(xué)探究小組用兩個(gè)互相垂直的直尺制作了一個(gè)“T”形尺,并用它對(duì)二次函數(shù)圖象的相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行研究.
把“T”形尺按圖1擺放,水平寬AB的中點(diǎn)為C,圖象的頂點(diǎn)為D,測(cè)得AB為m厘米時(shí),CD為n厘米.
【猜想】
(1)探究小組先對(duì)y=x2的圖象進(jìn)行多次測(cè)量,測(cè)得m與n的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表:
描點(diǎn):以表中各組對(duì)應(yīng)值為點(diǎn)的坐標(biāo),在圖2的直角坐標(biāo)系內(nèi)描出相應(yīng)的點(diǎn).
連線:用光滑的曲線順次連接各點(diǎn).
猜想:n與m的關(guān)系式是 n=m2
【驗(yàn)證】
(2)探究小組又對(duì)多個(gè)二次函數(shù)的圖象進(jìn)行了測(cè)量研究,發(fā)現(xiàn)測(cè)得的n與m也存在類似的關(guān)系式,并針對(duì)二次函數(shù)y=a(x﹣h)2+k(a>0)的情況進(jìn)行了推理驗(yàn)證.請(qǐng)從下表中任選一種方法(在“□”內(nèi)打“√”)并補(bǔ)全其推理過程;(根據(jù)需要,選用字母a,m,n,h,k表示答案)
【應(yīng)用】
(3)已知AB∥x軸且AB=4,兩個(gè)二次函數(shù)y=2(x﹣h)2+k和y=a(x﹣h)2+d的圖象都經(jīng)過A,B兩點(diǎn).當(dāng)兩個(gè)函數(shù)圖象的頂點(diǎn)之間的距離為10時(shí),求a的值.
【解答】解:(1)描點(diǎn)連線繪制函數(shù)圖象如下:
由題意得,點(diǎn)B(m,n),
將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入函數(shù)表達(dá)式得:n=(m)2=m2;
故答案為:n=m2;
(2)方案一:
點(diǎn)B′(m,n),
將點(diǎn)B′的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:n=a×m2,
故答案為:(m,n),n=am2;
方案二:
點(diǎn)B(h+m,k+n)
將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入拋物線表達(dá)式得:k+n=a(h+m﹣h)2+k,
解得:n=am2,
故答案為:(h+m,k+n),n=am2;
(3)①當(dāng)a>0時(shí),此時(shí)拋物線開口方向向上,
由(2)知a=,h=,
∵y=2(x﹣h)2+k,
∴h1==8,
∵兩個(gè)函數(shù)圖象的頂點(diǎn)之間的距離為10,
∴h2=18,
∴a===;
②當(dāng)a<0時(shí),同理可得:h2=﹣2,此時(shí)a=﹣
綜上,a=或﹣.
6.(2024?福田區(qū)二模)根據(jù)以下素材,探索完成任務(wù).
【解答】解:任務(wù)1:
設(shè)拋物線解析式為:y=ax2+bx,
拋物線過頂點(diǎn)(2,3),M(4,0),
∴,
∴,
∴拋物線解析式為:y=﹣x2+3x.
任務(wù)2:
∵形狀相同,最高高度也相同,
∴設(shè)頂點(diǎn)坐標(biāo)為(m,3),其中m>0,
∴設(shè)拋物線解析式為:y=(x﹣m)2+3,
∵拋物線過A(0,),
∴=(﹣m)2+3,
∴m2=1,
∴m=±1,
∵m>0,
∴m=1,
∴拋物線解析式為:y=(x﹣1)2+3,
當(dāng)y=0時(shí),
(x﹣1)2+3=0,
∴x1=3,x2=﹣1,
∴OB=3,
即噴泉跨度OB的最小值為3.
任務(wù)3:
設(shè)F(n,h),則E(n+2,h),
∴,
∴,
∴能夠進(jìn)入該安全通道的人的最大身高為≈1.3(m).
7.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)們制做出的一款彈射飛機(jī),為驗(yàn)證飛機(jī)的一些性能,通過測(cè)試收集發(fā)現(xiàn)飛機(jī)相對(duì)于出發(fā)點(diǎn)的飛行水平距離x(單位:m)隨飛行時(shí)間t(單位:s)的變化滿足一次函數(shù)關(guān)系;飛行高度y(單位:m)隨飛行時(shí)間t(單位:s)的變化滿足二次函數(shù)關(guān)系.?dāng)?shù)據(jù)如下表所示.
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=88m.AB=8m.
問題解決:
任務(wù)1:確定函數(shù)表達(dá)式.
①直接寫出x關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式: x=4t .
②求出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),求飛行的水平距離.
任務(wù)3:確定彈射口高度h.當(dāng)飛機(jī)落到回收區(qū)域AB內(nèi)(不包括端點(diǎn)A,B)時(shí),請(qǐng)寫出發(fā)射臺(tái)PQ彈射口高度h的變化范圍: 22<h<48 .
【解答】解:(1)①設(shè)x=kt+b,將(0,0),(2,8)代入得:
,
解得:,
∴x關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式為x=4t,
故答案為:x=4t;
②設(shè)y關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式為y=at2+bt+c(a≠0),將(0,0),(2,18),(4,32)代入得:
,
解得:,
故y關(guān)于t的函數(shù)表達(dá)式為y=﹣t2+10t;
(2)當(dāng)飛機(jī)落地時(shí),即y=0,
∴﹣t2+10t=0,
解得,t=20或t=0(不合題意,舍去),
∵x=4t,
∴t=20時(shí),x=4×20=80,
故飛機(jī)落地時(shí),飛行的水平距離為80m;
(3)任務(wù)3:由x=4t和y=﹣t2+10t得:y=﹣x2+x,
設(shè)發(fā)射臺(tái)彈射口高度為h,則此時(shí)拋物線的表達(dá)式為:y=﹣x2+x+h,
當(dāng)x=AP=88時(shí),﹣×882+×88+h=0,
解得:h=22,
當(dāng)x=BP=88+8=96時(shí),﹣×962+×96+h=0,
解得:h=48,
即22<h<48,
故答案為:22<h<48.
8.【項(xiàng)目式學(xué)習(xí)】
項(xiàng)目主題:設(shè)計(jì)落地窗的遮陽篷.
項(xiàng)目背景:小明家的窗戶朝南,窗戶的高度AB=2m,為了遮擋太陽光,小明做了以下遮陽蓬的設(shè)計(jì)方案,請(qǐng)根據(jù)不同設(shè)計(jì)方案完成以下任務(wù).
方案1:直角形遮陽篷
如圖1,小明設(shè)計(jì)的第一個(gè)方案為直角形遮陽篷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)揮遮陽作用,如圖2,他觀察到此地一年中的正午時(shí)刻,太陽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,,為了讓遮陽篷既能最大限度地使冬天溫暖的陽光射入室內(nèi)(太陽光與BD平行),又能最大限度地遮擋夏天炎熱的陽光(太陽光與AD平行).請(qǐng)求出圖2中BC,CD的長(zhǎng)度.
方案2:拋物線形遮陽篷
(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)刻太陽光與水平地面夾角θ的正切值,使陽光最大限度地?cái)z入室內(nèi),求遮陽蓬點(diǎn)D上升的高度最小值(即點(diǎn)D′到CD的距離).
【解答】解:(1)在Rt△CBD中,∠C=90°,BC=0.5m,CD=1m,
BD===(m),
故答案為:;
(2)由題意得:CD∥AM,BD∥AF,∠C=∠CAM=90°,
∵CD∥AM,
∴∠CDA=∠DAM=β,
∵BD∥AF,
∴∠BDA=∠FAD,
∴∠CDA﹣∠BDA=∠DAM﹣∠FAD,
∴∠CDB=∠FAM=α,
在Rt△CBD中,∠C=90°,
∴tan∠CDB=tanα==,
∴設(shè)BC=x m,CD=3x m,
在Rt△ACD中,∠C=90°,tan∠CDA=tanβ==,
∴=,
解得x=,
∴BC=,
CD=2m;
(3)①由F為拋物線頂點(diǎn),可知FC=FD,
∵∠CFD=90°,
∴△FCD為等腰直角三角形,
由二次函數(shù)對(duì)稱性可知,F(xiàn)(1,1),
設(shè)二次函數(shù)為:y=ax(x﹣2),代入F(1,1)得:
1=a(﹣1),
解得 a=﹣1,
∴y關(guān)于x的關(guān)系式為:y=﹣x(x﹣2)=﹣x2+2x;
②BD光線與水平方向的夾角為θ,過D′作x軸的垂線交x軸于點(diǎn)E,過B作y軸的垂線,兩條垂線交于點(diǎn)H.即,
設(shè)D′H=2a m,BH=3a m,則點(diǎn),
代入y=﹣x(x﹣2)得:2a﹣=﹣3a(3a﹣2),
化簡(jiǎn)得27a2﹣12a﹣2=0,
解得,a1=,a2= (不合題意,舍去),
∴D'E=2×﹣=﹣(m),
∴遮陽篷點(diǎn)D上升的高度最小值為m.
素材1
一圓形噴泉池的中央安裝了一個(gè)噴水裝置OA,通過調(diào)節(jié)噴水裝置OA的高度,從而實(shí)現(xiàn)噴出水柱豎直方向的升降,但不改變水柱的形狀.為了美觀在半徑為2.1米的噴泉池四周種植了一圈寬度均相等的花卉(圖1中的陰影部分).

素材2
從噴泉口A噴出的水柱成拋物線形,如圖2是該噴泉噴水時(shí)的一個(gè)截面示意圖,已知噴水口A離地面高度為0.72米,噴出的水柱在離噴水口水平距離為0.3米處離地面最高,高度為0.75米.

問題解決
任務(wù)1
建立模型
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,根據(jù)素材2求拋物線的函數(shù)表達(dá)式.
任務(wù)2
利用模型
為了提高對(duì)水資源的利用率,在欣賞噴泉之余也能噴灌四周的花卉,確定噴水口A升高的最小值.
任務(wù)3
分析計(jì)算
噴泉口A升高的最大值為米,為能充分噴灌四周花卉,請(qǐng)對(duì)花卉的種植寬度提出合理的建議.
單價(jià)(元/盒)
銷售量(盒)
第1天
50
20
第2天
48
30
第3天
46
40
第4天
44
50



第x天
10x+10
制定加工方案
生產(chǎn)背景
背景1
◆某民族服裝廠安排70名工人加工一批夏季服裝,有“風(fēng)”“雅”“正”三種樣式.
◆因工藝需要,每位工人每天可加工且只能加工“風(fēng)”服裝2件,或“雅”服裝1件,或“正”服裝1件.
◆要求全廠每天加工“雅”服裝至少10件,“正”服裝總件數(shù)和“風(fēng)”服裝相等.
背景2
每天加工的服裝都能銷售出去,扣除各種成本,服裝廠的獲利情況為:
①“風(fēng)”服裝:24元/件;
②“正”服裝:48元/件;
③“雅”服裝:當(dāng)每天加工10件時(shí),每件獲利100元;如果每天多加工1件,那么平均每件獲利將減少2元.
信息整理
現(xiàn)安排x名工人加工“雅”服裝,y名工人加工“風(fēng)”服裝,列表如下:
服裝種類
加工人數(shù)(人)
每人每天加工量(件)
平均每件獲利(元)
風(fēng)
y
2
24

x
1

1
48
探究任務(wù)
任務(wù)1
探尋變量關(guān)系
求x、y之間的數(shù)量關(guān)系.
任務(wù)2
建立數(shù)學(xué)模型
設(shè)該工廠每天的總利潤(rùn)為w元,求w關(guān)于x的函數(shù)表達(dá)式.
任務(wù)3
擬定加工方案
制定使每天總利潤(rùn)最大的加工方案.
如何設(shè)計(jì)跳繩的方案
素材1
參加跳長(zhǎng)繩比賽時(shí),各隊(duì)跳繩6人,搖繩2人,共計(jì)8人,他們?cè)谕黄矫鎯?nèi)站成一路縱隊(duì).圖2是長(zhǎng)繩甩到最高處時(shí)的示意圖,可以近似的看作一條拋物線.搖繩的兩名隊(duì)員水平間距AB為5米,他們的手到地面的高度AC=BD=1米,繩子最高點(diǎn)距離地面2米.

素材2
某隊(duì)的6名跳繩隊(duì)員中,男女生各3名,男生身高均在1.70﹣1.80米,女生身高一人為1.7米高,兩人都為1.65米,為保證安全,跳繩隊(duì)員之間的距離至少0.5米.
問題解決
任務(wù)1
確定長(zhǎng)繩在最高點(diǎn)時(shí)的形狀
在圖2中建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,求拋物線的函數(shù)表達(dá)式.
任務(wù)2
探究站隊(duì)的方式
若將最高的男生站在搖繩隊(duì)員的中點(diǎn),長(zhǎng)繩能否順利甩過所有隊(duì)員的頭頂?
任務(wù)3
設(shè)計(jì)位置方案
為了更順利的完成跳繩,現(xiàn)按中間高兩邊低的方式站隊(duì),請(qǐng)?jiān)谀闼⒌淖鴺?biāo)系中,求出左邊第一位隊(duì)員橫坐標(biāo)的取值范圍.
m
0
2
3
4
5
6

n
0
1
2.25
4
6.25
9

□方法1
□方法2

如圖3,平移二次函數(shù)圖象,使得頂點(diǎn)D移到原點(diǎn)O的位置,則:
A'B'=AB=m,C'O=CD=n,
C'B=,
所以點(diǎn)B′坐標(biāo)為 (m,n) ;
將點(diǎn)B′坐標(biāo)代入y=ax2,
得到n與m的關(guān)系式是 n=am2 .

如圖4,頂點(diǎn)D的橫坐標(biāo)加個(gè)單位,縱坐標(biāo)加n個(gè)單位得到點(diǎn)B的坐標(biāo),所以點(diǎn)B坐標(biāo)為 (h+m,k+n) ;
將點(diǎn)B坐標(biāo)代入y=a(x﹣h)2+k,
得到n與m的關(guān)系式是 n=am2 .
如何設(shè)計(jì)噴泉安全通道?
在拋物線形的噴泉水柱下設(shè)置一條安全的通道,可以讓兒童在任意時(shí)間穿過安全通道時(shí)不被水柱噴到(穿梭過程中人的高度變化忽略不計(jì)).
素材1
圖1為音樂噴泉,噴頭的高度在垂直地面的方向上隨著音樂變化而上下移動(dòng).不同高度的噴頭噴出來的水呈拋物線型或拋物線的一部分,但形狀相同,最高高度也相同,水落地點(diǎn)都在噴水管的右側(cè).

素材2
圖2是當(dāng)噴水頭在地面上時(shí)(噴水頭最低),其拋物線形水柱的示意圖,水落地點(diǎn)離噴水口的距離為OM=4m,水柱最高點(diǎn)離地面3m.圖3是某一時(shí)刻時(shí),水柱形狀的示意圖.OA為噴水管,B為水的落地點(diǎn),記OB長(zhǎng)度為噴泉跨度.

素材3
安全通道CD在線段OB上,若無論噴頭高度如何變化,水柱都不會(huì)進(jìn)入CD上方的矩形區(qū)域,則稱這個(gè)矩形區(qū)域CDEF為安全區(qū)域.

問題解決
任務(wù)1
確定噴泉形狀
在圖2中,以O(shè)為原點(diǎn),OM所在直線為x軸,建立平面直角坐標(biāo)系,求出拋物線的函數(shù)表達(dá)式.
任務(wù)2
確定噴泉跨度的最小值
若噴水管OA最高可伸長(zhǎng)到2.25m,求出噴泉跨度OB的最小值.
任務(wù)3
設(shè)計(jì)通道位置及兒童的身高上限
現(xiàn)在需要一條寬為2m的安全通道CD,為了確保進(jìn)入安全通道CD上的任何人都能在安全區(qū)域內(nèi),則能夠進(jìn)入該安全通道的人的最大身高為多少?(精確到0.1m)
飛行時(shí)間t/s
0
2
4
6
8

飛行的水平距離x/m
0
8
16
24
32

飛行高度y/m
0
18
32
42
48

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