题目内容

【题目】某地欲搭建一桥,桥的底部两端间的距离AB=L,称跨度,桥面最高点到AB的距离CD=h称拱高,当L和h确定时,有两种设计方案可供选择:①抛物线型,②圆弧型.已知这座桥的跨度L=32米,拱高h=8米.

(1)如果设计成抛物线型,以AB所在直线为x轴,AB的垂直平分线为y轴建立坐标系,求桥拱的函数解析式;
(2)如果设计成圆弧型,求该圆弧所在圆的半径;
(3)在距离桥的一端4米处欲立一桥墩EF支撑,在两种方案中分别求桥墩的高度.

【答案】
(1)解:抛物线的解析式为y=ax2+c,

又∵抛物线经过点C(0,8)和点B(16,0),

∴0=256a+8,a=﹣

∴抛物线的解析式为y=﹣ x2+8(﹣16≤x≤16)


(2)解:设弧AB所在的圆心为O,C为弧AB的中点,CD⊥AB于D,延长CD经过O点,设⊙O的半径为R,

在Rt△OBD中,OB2=OD2+DB2

∴R2=(R﹣8)2+162,解得R=20


(3)解:①在抛物线型中设点F(x,y)在抛物线上,x=OE=16﹣4=12,

EF=y=3.5米;

②在圆弧型中设点F′在弧AB上,作F′E′⊥AB于E′,

OH⊥F′E′于H,则OH=D E′=16﹣4=12,O F′=R=20,

在Rt△OH F′中,H F′=

∵HE′=OD=OC﹣CD=20﹣8=12,E′F′=HF′﹣HE′=16﹣12=4(米)

∴在离桥的一端4米处,抛物线型桥墩高3.5米; 圆弧型桥墩高4米.


【解析】(1)抛物线的解析式为y=ax2+c,把点C(0,8)和点B(16,0),代入即可求出抛物线解析式;(2)设弧AB所在的圆心为O,C为弧AB的中点,CD⊥AB于D,延长CD经过O点,设⊙O的半径为R,利用勾股定理求出即可;(3)根据题意画出图形,利用垂径定理以及勾股定理得出AO的长,再求出EF的长即可.

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