题目内容
某公园要建造一个如图1的圆形喷水池,在水池中央垂直于水面安装一个花形柱子OA,O恰在水面中心,OA=0.81米,安置在柱子顶端A处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,且在过OA的任一平面上抛物线路径如图2所示.为使水流形状较为漂亮,设计成水流在与OA距离为1米处达到距水面最大高度2.25米,如果不计其他因素,那么水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不致落到池外?
解析:
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(方法1)解:如图建立直角坐标系, 2分 则右边水流所呈现的抛物线方程(x>0)为y=a(x-1)2+2.25. 4分 由题意,点A的坐标为(0,0.81), 5分 把x=0和y=0.81代入上述方程,得a=-1.44, 6分 于是抛物线方程为y=-1.44(x-1)2+2.25. 7分 令y=0,得 -1.44(x-1)2+2.25=0, 9分 解得 x1=2.25,x2=-0.25(舍去). 11分 所以,水池半径至少要2.25米,才能使水流不落到池外. 12分 (方法2)解:以右边抛物线的顶点为坐标原点建立直角坐标系, 2分
则水流所呈现的抛物线方程为y=ax2. 4分 由题意,点A的坐标为(-1,-1.44), 5分 把x=-1和y=-1.44代入上述方程,得a=-1.44, 6分 于是抛物线方程为y=-1.44x2 7分 令y=-2.25,得 -1.44x2+2.25=0, 9分 解得 x1=1.25,x2=-1.25(舍去). 11分 水池半径=1.25+1=2.25 所以,水池半径至少要2.25米,才能使水流不落到池外. 12分 注:建立直角坐标系时,坐标原点还可以是图11-2中的点A或点(1,0). |