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)y=x2+8(-16≤x≤16);(2)20;(3)①3.5米;②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】试题分析:(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.
试题解析:(1)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)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)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=DE′=16-4=12,OF′=R=20,
在Rt△OHF′中,HF′= ,
∵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.