题目内容

8.音乐喷泉(图1)可以使喷水造型随音乐的节奏起伏变化而变化,某种音乐喷泉形状如抛物线,设其出水口为原点,出水口离岸边18m,音乐变化时,抛物线的顶点在直线y=kx上变动,从而产生一组不同的抛物线(图2),这组抛物线的统一形式为y=ax2+bx.
(1)若已知k=1,且喷出的抛物线水线最大高度达3m,求此时a、b的值;
(2)若k=1,喷出的水恰好达到岸边,则此时喷出的抛物线水线最大高度是多少米?
(3)若k=2,且要求喷出的抛物线水线不能到岸边,求a的取值范围.

分析 (1)根据抛物线的顶点在直线y=kx上,抛物线为y=ax2+bx,k=1,且喷出的抛物线水线最大高度达3m,可以求得a,b的值;
(2)根据k=1,喷出的水恰好达到岸边,抛物线的顶点在直线y=kx上,可以求得抛物线的对称轴x的值,从而可以得到此时喷出的抛物线水线最大高度;
(3)抛物线的顶点在直线y=2x上可得b的值,根据喷出的抛物线水线不能到岸边,而出水口离岸边18m可知其对称轴-$\frac{b}{2a}$<9,可得a的范围.

解答 解:(1)∵y=ax2+bx的顶点为(-$\frac{b}{2a}$,-$\frac{{b}^{2}}{4a}$),抛物线的顶点在直线y=kx上,k=1,抛物线水线最大高度达3m,
∴-$\frac{b}{2a}$=$\frac{-{b}^{2}}{4a}$,$\frac{-{b}^{2}}{4a}$=3,
解得,a=-$\frac{1}{3}$,b=2,
即k=1,且喷出的抛物线水线最大高度达3m,此时a、b的值分别是-$\frac{1}{3}$,2;
(2)∵k=1,喷出的水恰好达到岸边,出水口离岸边18m,抛物线的顶点在直线y=kx上,
∴此时抛物线的对称轴为x=9,y=x=9,
即此时喷出的抛物线水线最大高度是9米;
(3)∵y=ax2+bx的顶点为(-$\frac{b}{2a}$,-$\frac{{b}^{2}}{4a}$),抛物线的顶点在直线y=2x上,
∴-$\frac{b}{2a}$×2=-$\frac{-{b}^{2}}{4a}$,
解得:b=4,
∵喷出的抛物线水线不能到岸边,出水口离岸边18m,
∴-$\frac{b}{2a}$<9,即:-$\frac{4}{2a}$<9,
解得:a<-$\frac{2}{9}$.

点评 本题考查二次函数的应用,解题的关键是明确题意,根据题目给出的信息列出相应的关系式,找出所求问题需要的条件.

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