题目内容
【题目】如图,某广场设计的一建筑物造型的纵截面是抛物线的一部分,抛物线的顶点O落在水平面上,对称轴是水平线OC.点A、B在抛物线造型上,且点A到水平面的距离AC=4米,点B到水平面距离为2米,OC=8米.
(1)请建立适当的直角坐标系,求抛物线的函数解析式;
(2)为了安全美观,现需在水平线OC上找一点P,用质地、规格已确定的圆形钢管制作两根支柱PA、PB对抛物线造型进行支撑加固,那么怎样才能找到两根支柱用料最省(支柱与地面、造型对接方式的用料多少问题暂不考虑)时的点P?(无需证明)
(3)为了施工方便,现需计算出点O、P之间的距离,那么两根支柱用料最省时点O、P之间的距离是多少?(不写求解过程)
【答案】(1)抛物线的函数解析式为:y=x2;
(2)找法见解析
(3)两根支柱用料最省时,点O、P之间的距离是4米.
【解析】
(1)根据题意可以建立合适的平面直角坐标系,从而可以求得抛物线的解析式;
(2)根据两点之间线段最多,作出相应的图形,写出作法即可;
(3)根据前面的坐标系和抛物线解析式可以求得点B的坐标,再根据三角形相似可以求得两根支柱用料最省时点O、P之间的距离,注意此处只写出答案即可.
解:(1)如图,
以点O为原点、射线OC为y轴的正半轴建立直角坐标系,
设抛物线的函数解析式为y=ax2,
由题意知点A的坐标为(4,8).
∵点A在抛物线上,
∴8=a×42,
解得a=,
∴所求抛物线的函数解析式为:y=x2;
(2)找法:
延长AC,交建筑物造型所在抛物线于点D,
则点A、D关于OC对称.
连接BD交OC于点P,则点P即为所求.
(3)如上图,由题意知点B的横坐标为2,
∵点B在抛物线上,
∴点B的坐标为(2,2),
又∵点A的坐标为(4,8),
∴点D的坐标为(﹣4,8),
设直线BD的函数解析式为y=kx+b,
∴,
解得:k=﹣1,b=4.
∴直线BD的函数解析式为y=﹣x+4,
把x=0代入y=﹣x+4,得点P的坐标为(0,4),
两根支柱用料最省时,点O、P之间的距离是4米.