如图,AB、CD是两个过江电缆的铁塔,塔AB高40米,AB的中点为P,塔底B距江面的垂直高度为6米.跨江电缆因重力自然下垂近似成抛物线形,为了保证过往船只的安全,电缆

发布时间:2020-08-12 21:05:31

如图,AB、CD是两个过江电缆的铁塔,塔AB高40米,AB的中点为P,塔底B距江面的垂直高度为6米.跨江电缆因重力自然下垂近似成抛物线形,为了保证过往船只的安全,电缆下垂的最低点距江面的高度不得少于30米.已知:人在距塔底B点西50米的地面E点恰好看到点E、P、C在一直线上;再向西前进150米后从地面F点恰好看到点F、A、C在一直线上.
(1)求两铁塔轴线间的距离(即直线AB、CD间的距离);
(2)若以点A为坐标原点,向东的水平方向为x轴,取单位长度为1米,BA的延长方向为y轴建立坐标系.求刚好满足最低高度要求的这个抛物线的解析式.

网友回答

解:如图,AB=40米,BP=20米,BE=50米,BF=50+150=200(米).
设CD的延长线交地平面于点H.
(1)设CH=x,
BH=y
由△EBP∽△EHC得=,即=①
由△FBA∽△FHC得=,即=②
由①②解得:x=60,y=100
答:两铁塔轴线间的距离为100米;

(2)依题意建立坐标系如图,由(1)得CH=60米,C点比A点高20米,
这时A、C两点的坐标为:A(0,0),C(100,20),
设抛物线顶点为P(x0,y0),
因为要求最低点高于地面为30-6=24(米),点A高度为40米,所以y0=-16.
设过点A的抛物线解析式为y=ax2+bx(a>0),则该抛物线满足:

化简得:125b2+80b-16=0
解得:b1=,b2=-
∵抛物线的对称轴在y轴的右侧,有>0,而a>0
∴b<0,故b1=舍去
把b2=-代入前式得:a=
∴y=x2-x
答:所求抛物线的解析式为y=x2-x.

解析分析:(1)根据题意,连接CA并延长到F,连接CP并延长到E,CD的延长线交地平面于点H.于是构造了两对相似三角形:EBP∽△EHC,△FBA∽△FHC,利用相似三角形的性质,建立起AB、CD之间的关系式,解方程组即可;
(2)因为点A为坐标原点,则可设过原点的二次函数解析式为y=ax2+bx(a>0),将C(100,20)代入上式可得关于a、b的关系式,再根据二次函数顶点坐标公式和最低点高于地面为30-6=24(米),点A高度为40米,得到关于a、b的关系式,于是可以求出二次函数解析式.

点评:此题是一道实际问题,结合了直角三角形的性质、相似三角形的性质、和根据函数图象上点的特征求函数解析式,体现了数学来源于生活,服务于生活的本质.
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