例1 某公园要建造一个圆形的喷水池,在水池中央垂直于水面竖一根柱子,在柱子的顶端A处安装一个喷头向外喷水。柱子在水面以上部分的高度为1.25m。水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,如图26 - 3 - 1①所示。
根据设计图纸已知,在图②所示的平面直角坐标系中,水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系式是$y=-x^{2}+2x+\frac{5}{4}$,抛物线与x轴交于点B。
(1)喷出的水流距水平面的最大高度是多少?
(2)如果不计其他因素,水池的半径至少为多少,才能使喷出的水流都落在水池内?
根据设计图纸已知,在图②所示的平面直角坐标系中,水流喷出的高度y(m)与水平距离x(m)之间的函数关系式是$y=-x^{2}+2x+\frac{5}{4}$,抛物线与x轴交于点B。
(1)喷出的水流距水平面的最大高度是多少?
(2)如果不计其他因素,水池的半径至少为多少,才能使喷出的水流都落在水池内?
答案:
解:
(1)$y=-x^{2}+2x+\frac{5}{4}=-(x^{2}-2x+1)+\frac{9}{4}=-(x - 1)^{2}+\frac{9}{4}$.
$
\because a=-1
(1)$y=-x^{2}+2x+\frac{5}{4}=-(x^{2}-2x+1)+\frac{9}{4}=-(x - 1)^{2}+\frac{9}{4}$.
$
\because a=-1
例2 如图26 - 3 - 2是一座抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽为6m,则当水面下降多少米时,水面宽为8m?
答案:
解:如图,以水平面所在的直线$AB$为$x$轴,以过拱顶$C$且垂直于$AB$的直线为$y$轴建立平面直角坐标系,$O$为原点.
由题意可得,$AO = OB=\frac{1}{2}AB = 3$m,抛物线顶点$C$的坐标为$(0,2)$.
可设抛物线的表达式为$y = ax^{2}+2$,
把点$A(-3,0)$代入,得$9a + 2 = 0$,
解得$a=-\frac{2}{9}$,
$\therefore$抛物线的表达式为$y=-\frac{2}{9}x^{2}+2$,
当$x = 4$时,$y=-\frac{2}{9}\times16 + 2=-\frac{14}{9}$,
$\therefore$当水面下降$\frac{14}{9}$m时,水面宽为8 m.
解:如图,以水平面所在的直线$AB$为$x$轴,以过拱顶$C$且垂直于$AB$的直线为$y$轴建立平面直角坐标系,$O$为原点.
由题意可得,$AO = OB=\frac{1}{2}AB = 3$m,抛物线顶点$C$的坐标为$(0,2)$.
可设抛物线的表达式为$y = ax^{2}+2$,
把点$A(-3,0)$代入,得$9a + 2 = 0$,
解得$a=-\frac{2}{9}$,
$\therefore$抛物线的表达式为$y=-\frac{2}{9}x^{2}+2$,
当$x = 4$时,$y=-\frac{2}{9}\times16 + 2=-\frac{14}{9}$,
$\therefore$当水面下降$\frac{14}{9}$m时,水面宽为8 m.
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