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0.5
解:
(1) 由题意,得$OM=OH+HM=1.6\ \mathrm{m},$$\therefore A(2,1.6)$为上边缘抛物线的顶点。
$\therefore$ 可设上边缘抛物线对应的函数解析式为$y=a(x-2)^2+1.6。$
又$\because$ 抛物线过点$(0,1.2),$$\therefore 1.2=4a+1.6。$
$\therefore a=-0.1。$
$\therefore$ 上边缘抛物线对应的函数解析式为$y=-0.1(x-2)^2+1.6。$
(2) 由
(1),知上边缘抛物线的对称轴为直线$x=2,$$\therefore$ 点$(0,1.2)$关于直线$x=2$的对称点为$(4,1.2)。$
$\therefore$ 下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移$4\ \mathrm{m}$得到的。
$\therefore$ 下边缘抛物线对应的函数解析式为$y=-0.1(x+2)^2+1.6。$
令$y=0,$则$-0.1(x+2)^2+1.6=0,$解得$x_1=2,$$x_2=-6$(舍去)。
$\therefore$ 点$B$的坐标为$(2,0)。$
(3) $\because DE=1.8\ \mathrm{m},$$OD=2.2\ \mathrm{m},$$\therefore OE=4\ \mathrm{m}。$
$\because EF=1.1\ \mathrm{m},$$\therefore$ 点$F$的坐标为$(4,1.1)。$
在$y=-0.1(x-2)^2+1.6$中,当$x=4$时,$y=-0.1(4-2)^2+1.6=1.2>1.1,$
又$\because 2.2>2,$即$OD>OB,$
$\therefore$ 洒水车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带。
【分析】
要解决这个问题,首先根据题意建立平面直角坐标系,利用抛物线的对称性设出抛物线的解析式;再找到题目中给出的两个点的坐标,代入解析式得到方程组,求解出解析式的系数;最后根据抛物线的性质,最低点在对称轴处,代入解析式计算出最低点到地面的距离。
【解析】
以两棵树之间的中点为原点,地面为x轴,竖直向上为y轴建立平面直角坐标系。
已知两棵树相距2m,故较近的树对应x=-1,较远的树对应x=1;小明距较近的树0.5m,身高1m,因此小明头部接触绳子的点坐标为(-0.5,1);拴绳子的树的高度为2.5m,对应点坐标为(1,2.5)。
设抛物线的解析式为$y=ax^2 + c$,将两点代入得方程组:
$\begin{cases}0.25a + c = 1 \\a + c = 2.5\end{cases}$
用第二个方程减去第一个方程消去$c$:$0.75a = 1.5$,解得$a=2$;将$a=2$代入$a + c=2.5$,得$c=0.5$。
因此抛物线解析式为$y=2x^2 + 0.5$。
抛物线的最低点在对称轴$x=0$处,代入解析式得$y=0.5$,即绳子最低点到地面的距离为0.5m。
【答案】
0.5
【知识点】
二次函数应用、抛物线解析式
【点评】
本题结合实际场景考查二次函数的应用,核心是利用抛物线的对称性设解析式,通过待定系数法求解,步骤清晰,难度适中,能较好地考查学生将实际问题转化为数学问题的能力。
【难度系数】
0.4
【分析】
本题将洒水车喷水的上下边缘抽象为抛物线,分三个任务逐步解决:(1) 求上边缘抛物线解析式时,已知顶点坐标和过点H,利用二次函数顶点式代入求解系数;(2) 下边缘由上边缘左移得到,借助上边缘的对称性确定平移距离,再求下边缘与x轴交点B;(3) 计算绿化带右端点F的坐标,代入上边缘解析式求对应y值,结合OD与OB的关系判断能否覆盖整个绿化带。
【解析】
(1) 由题意得,上边缘抛物线的顶点A坐标为(2, 1.6),设其解析式为$ y = a(x - 2)^2 + 1.6 $。
因为抛物线过点H(0, 1.2),代入得:$ 1.2 = a(0 - 2)^2 + 1.6 $,解得$ a = -0.1 $。
因此上边缘抛物线的解析式为$ y = -0.1(x - 2)^2 + 1.6 $。
(2) 上边缘抛物线的对称轴为直线$ x = 2 $,点H(0, 1.2)关于直线$ x = 2 $的对称点为(4, 1.2),说明下边缘抛物线是上边缘向左平移4个单位得到的,故下边缘抛物线解析式为$ y = -0.1(x + 2)^2 + 1.6 $。
令$ y = 0 $,则$ -0.1(x + 2)^2 + 1.6 = 0 $,解得$ x_1 = 2 $,$ x_2 = -6 $(舍去),因此点B的坐标为(2, 0)。
(3) 已知$ OD = 2.2\ \mathrm{m} $,$ DE = 1.8\ \mathrm{m} $,则$ OE = OD + DE = 2.2 + 1.8 = 4\ \mathrm{m} $,又$ EF = 1.1\ \mathrm{m} $,故点F的坐标为(4, 1.1)。
将$ x = 4 $代入上边缘抛物线解析式:$ y = -0.1(4 - 2)^2 + 1.6 = 1.2 $,因为$ 1.2 > 1.1 $,且$ OD = 2.2 > OB = 2 $,所以洒水车喷出的水能浇灌到整个绿化带。
【答案】
(1) $ y = -0.1(x - 2)^2 + 1.6 $;
(2) $ B(2, 0) $;
(3) 能浇灌到整个绿化带。
【知识点】二次函数的解析式、二次函数的平移、二次函数的应用
【点评】本题是二次函数在实际生活中的应用,将喷水轨迹转化为抛物线模型,考查了二次函数顶点式、对称性和平移的知识点,需要学生具备将实际问题转化为数学问题的能力,难度适中。
【难度系数】0.6