打球、跳繩、跳高、跳遠(yuǎn)是同學(xué)們喜歡的體育運(yùn)動,在這些運(yùn)動中,常與拋物線密切相關(guān). 舉例賞析如下:
例1(2008年巴中市中考題)王強(qiáng)在一次高爾夫球的練習(xí)中,在某處擊球,其飛行路線滿足拋物線y=-x2+x,其中y(m)是球的飛行高度,x(m)是球飛出的水平距離,結(jié)果球離球洞的水平距離還有2m.
(1)請寫出拋物線的開口方向、頂點(diǎn)坐標(biāo)、對稱軸.
(2)請求出球飛行的最大水平距離.
(3)若王強(qiáng)再一次從此處擊球,要想讓球飛行的最大高度不變且球剛好進(jìn)洞,則球飛行路線應(yīng)滿足怎樣的拋物線,求出其解析式.
略解:(1)y=-x2+x=-(x-4)2+.
∴拋物線y=-x2+x開口向下,頂點(diǎn)為(4, ),對稱軸為x=4.
(2)令y=0,得:-x2+x=0,解得:x=0,x=8.
∴球飛行的最大水平距離是8m.
(3)要讓球剛好進(jìn)洞而飛行最大高度不變,則球飛行的最大水平距離為10m.
∴拋物線的對稱軸為x=5,頂點(diǎn)為(5, ).
設(shè)此時對應(yīng)的拋物線解析式為y=a(x-5)2+,
又O點(diǎn)(0,0)在此拋物線上,∴25a+=0,即a=-.
故所求的解析式為y=-(x-5)2+=-x2+x.
賞析:本題以打高爾夫球這一高雅運(yùn)動為素材,充分利用“配方”這一數(shù)學(xué)思想方法,求得拋物線的對稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo);再通過“降次法”解一元二次方程求得球飛行的最大水平距離;最后利用“待定系數(shù)法”求得拋物線的解析式. 重點(diǎn)考查了二次函數(shù)的主要知識內(nèi)容. 這一類試題將健身運(yùn)動與數(shù)學(xué)知識有機(jī)結(jié)合,背景新,立意好,價值高.
例2(2008年長春市中考題)如圖,足球場上守門員在O處開出一高球,球從離地面1米的A處飛出(A在y軸上),運(yùn)動員乙在距O點(diǎn)6米的B處發(fā)現(xiàn)球在自己頭的正上方達(dá)到最高點(diǎn)M,距地面約4米高,球落地后又一次彈起. 據(jù)實(shí)驗(yàn)測算,足球在草坪上彈起后的拋物線與原來的拋物線形狀相同,最大高度減少到原來最大高度的一半.
(1)求足球開始飛出到第一次落地時,該拋物線的表達(dá)式.
(2)足球第一次落地點(diǎn)C距守門員多少米?(取4=7.)
(3)運(yùn)動員乙要搶到第二個落點(diǎn)D,他應(yīng)再向前跑多少米?(取2=5.)
略解:(1)如圖1,設(shè)第一次落地時,拋物線的表達(dá)式為y=a(x-6)2+4. 由已知:當(dāng)x=0時y=1, 即1=36a+4, ∴a=-.
∴表達(dá)式為y=-(x-6)2+4.
(2)令y=0, -(x-6)2+4=0,
∴(x-6)2=48. x=4+6≈13, x=-4+6<0(舍去).
∴足球第一次落地距守門員約13米.
(3)如圖1,第二次足球彈出后的距離為CD,根據(jù)題意:CD=EF(即相當(dāng)于將拋物線AEMFC向下平移了2個單位),
∴2=-(x-6)2+4, 解得x=6-2, x=6+2.
∴CD=|x-x|=4≈10. ∴BD=13-6+10=17(米).
答:他應(yīng)再向前跑17米.
賞析:本題以踢足球這一運(yùn)動為素材,將數(shù)學(xué)知識與體育運(yùn)動有機(jī)結(jié)合,根據(jù)圖像信息,充分利用“待定系數(shù)法”這一重要數(shù)學(xué)思想方法求函數(shù)的解析式;再根據(jù)題意建構(gòu)出方程,解一元二次方程得欲求距離.
例3(2008年安徽省中考題)雜技團(tuán)進(jìn)行雜技表演,演員從蹺蹺板右端A處彈跳到人梯頂端椅子B處,其身體(看成一點(diǎn))的路線是拋物線y=-x2+3x+1的一部分,如圖2.
(1)求演員彈跳離地面的最大高度;
(2)已知人梯高BC=3.4米,在一次表演中,人梯到起跳點(diǎn)A的水平距離是4米,問這次表演是否成功?請說明理由.
略解:(1)y=-x2+3x+1=
-(x-)2+,
∵-<0,∴函數(shù)的最大值是.
答:演員彈跳的最大高度是米.
(2)當(dāng)x=4時,y=-×42+3×4+1=3.4=BC,所以這次表演成功.
賞析:本題以人們喜愛的雜技藝術(shù)表演為背景,利用“配方”這一數(shù)學(xué)思想方法,求得函數(shù)的最大值(演員彈跳的最大高度),重點(diǎn)考查二次函數(shù)的有關(guān)知識. 本題與人們的實(shí)際生活密切相關(guān),問題給出圖文并茂,形象直觀,是體現(xiàn)新課標(biāo)、新理念的好題.
例4(2008年金華市中考題)跳繩時,繩甩到最高處時的形狀是拋物線. 正在甩繩的甲、乙兩名同學(xué)拿繩的手間距AB為6米,到地面的距離AO和BD均為0.9米,身高為1.4米的小麗站在距點(diǎn)O的水平距離為1米的點(diǎn)F處,繩子甩到最高處時剛好通過她的頭頂點(diǎn)E. 以點(diǎn)O為原點(diǎn)建立如圖3所示的平面直角坐標(biāo)系, 設(shè)此拋物線的解析式為y=ax2+bx+0.9.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)如果小華站在OD之間, 且離點(diǎn)O的距離為3米,當(dāng)繩子甩到最高處時剛好通過他的頭頂,請你算出小華的身高;
(3)如果身高為1.4米的小麗站在OD之間, 且離點(diǎn)O的距離為t米, 繩子甩到最高處時超過她的頭頂, 請結(jié)合圖像, 寫出t的取值范圍.
略解:(1)由題意得點(diǎn)E(1, 1.4), B(6, 0.9), 代入y=ax2+bx+0.9得
a+b+0.9=1.4,36a+6b+0.9=0.9;解得a=-0.1,b=0.6.
∴ 所求拋物線的解析式是y=
-0.1x2+0.6x+0.9.
(2)把x=3代入y=-0.1x2+0.6x+0.9中,得y=-0.1×32+0.6×3+0.9=1.8.
∴小華的身高是1.8米 .
(3)1 賞析:跳繩是中小學(xué)生熟知且喜愛的體育活動. 本題以跳繩這一背景為素材利用“待定系數(shù)法”這一重要的數(shù)學(xué)方法求得函數(shù)的解析式,再將給出的自變量的值代入函數(shù)解析式中,計算出函數(shù)值,即小華的身高. 重點(diǎn)考查了求函數(shù)表達(dá)式的基本方法——待定系數(shù)法,切實(shí)體現(xiàn)了課標(biāo)中“通過對實(shí)際問題情境的分析確定二次函數(shù)的表達(dá)式”這一精神.