题目内容
【题目】现代城市绿化带在不断扩大,绿化用水的节约是一个非常重要的问题.
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如图1、图2所示,某喷灌设备由一根高度为0.64 m的水管和一个旋转喷头组成,水管竖直安装在绿化带地面上,旋转喷头安装在水管顶部(水管顶部和旋转喷头口之间的长度、水管在喷灌区域上的占地面积均忽略不计),旋转喷头可以向周围喷出多种抛物线形水柱,从而在绿化带上喷灌出一块圆形区域.现测得喷的最远的水柱在距离水管的水平距离3 m处达到最高,高度为1 m.
(1)求喷灌出的圆形区域的半径;
(2)在边长为16 m的正方形绿化带上固定安装三个该设备,喷灌区域可以完全覆盖该绿化带吗?如果可以,请说明理由;如果不可以,假设水管可以上下调整高度,求水管高度为多少时,喷灌区域恰好可以完全覆盖该绿化带.(以上需要画出示意图,并有必要的计算、推理过程)
【答案】(1)8m;(2)不可以,水管高度调整到0.7m,理由见解析.
【解析】
(1)根据题意设最远的抛物线形水柱的解析式为
,然后将(0,0.64)代入解析式求得a的值,然后求解析式y=0时,x的值,从而求得半径;(2)利用圆与圆的位置关系结合正方形,作出三个等圆覆盖正方形的图形,然后利用勾股定理求得圆的半径,从而使问题得解.
解:(1)由题意,设最远的抛物线形水柱的解析式为
,将(0,0.64)代入解析式,得![]()
解得:![]()
∴最远的抛物线形水柱的解析式为![]()
当y=0时,![]()
解得:
所以喷灌出的圆形区域的半径为8m;
(2)如图,三个等圆覆盖正方形
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设圆的半径MN=NB=ME=DE=r,则AN=16-r,,MD=
,AM=16-![]()
∴在Rt△AMN中,
解得:
(其中
,舍去)
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设最远的抛物线形水柱的解析式为
,将(8.5,0)代入
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解得: ![]()
∴![]()
当x=0时,y=
∴水管高度约为0.7m时,喷灌区域恰好可以完全覆盖该绿化带