4. 已知某池塘的截面如图所示,池底呈抛物线形,在图中建立平面直角坐标系,并标出相关数据(单位:m).有下列结论:
①$AB= 24m$;
② 池底所在抛物线对应的解析式为$y= \frac {1}{45}x^{2}-5$;
③ 池塘最深处到水面CD的距离为1.8 m;
④ 若池塘中水面的宽度减少为原来的一半,则最深处到水面的距离减少为原来的$\frac {1}{4}$.
其中正确的结论是

①$AB= 24m$;
② 池底所在抛物线对应的解析式为$y= \frac {1}{45}x^{2}-5$;
③ 池塘最深处到水面CD的距离为1.8 m;
④ 若池塘中水面的宽度减少为原来的一半,则最深处到水面的距离减少为原来的$\frac {1}{4}$.
其中正确的结论是
②④
.(填序号)答案
②④
解析
由图可知,池底抛物线顶点为(0,-5),设解析式为$y=ax^2-5$。抛物线过点(-15,0),代入得$0=a(-15)^2-5$,解得$a=\frac{1}{45}$,故解析式为$y=\frac{1}{45}x^2-5$,②正确;
AB为地面与抛物线交点间距离,A(-15,0),B(15,0),$AB=30m$,①错误;
水面CD对应$x=\pm12$,代入解析式得$y=\frac{1}{45}×12^2-5=-1.8$,最深处到水面距离为$-1.8-(-5)=3.2m$,③错误;
原水面宽度24m($x=\pm12$),减半后为12m($x=\pm6$),此时水面$y=\frac{1}{45}×6^2-5=-4.2$,距离为$-4.2-(-5)=0.8m$,$0.8=3.2×\frac{1}{4}$,④正确。
AB为地面与抛物线交点间距离,A(-15,0),B(15,0),$AB=30m$,①错误;
水面CD对应$x=\pm12$,代入解析式得$y=\frac{1}{45}×12^2-5=-1.8$,最深处到水面距离为$-1.8-(-5)=3.2m$,③错误;
原水面宽度24m($x=\pm12$),减半后为12m($x=\pm6$),此时水面$y=\frac{1}{45}×6^2-5=-4.2$,距离为$-4.2-(-5)=0.8m$,$0.8=3.2×\frac{1}{4}$,④正确。
5. 某广场要建一个圆形喷水池,计划在池中心竖直安装一根水管,在水管的顶端安一个喷水头,使喷出的抛物线形水柱在与池中心的水平距离为1m处达到最高,高度为3m,水柱落地处离池中心3m,那么水管的设计高度应为
2.25
m.答案
$2.25$
解析
设水池中心为原点,水平方向为$x$轴,竖直方向为$y$轴建立坐标系。
根据题意,抛物线在$x = 1$处达到最高点,高度为3m,且水柱落地处离池中心3m,即抛物线与$x$轴的交点为$(3, 0)$和$(-3,0)$(由于对称性,只考虑$x>0$的情况即可,即交点为$(3,0)$)。
因此,可以设抛物线的顶点式为:
$y = a(x - 1)^{2} + 3$,
由于抛物线过点$(3, 0)$,代入得:
$0 = a(3 - 1)^{2} + 3$,
$0 = 4a + 3$,
解得:
$a = -\frac{3}{4}$,
因此,抛物线的解析式为:
$y = -\frac{3}{4}(x - 1)^{2} + 3$,
当$x = 0$时,代入解析式得:
$y = -\frac{3}{4}(0 - 1)^{2} + 3 = -\frac{3}{4} + 3 = \frac{9}{4} = 2.25$,
所以,水管的设计高度应为$2.25$m。
根据题意,抛物线在$x = 1$处达到最高点,高度为3m,且水柱落地处离池中心3m,即抛物线与$x$轴的交点为$(3, 0)$和$(-3,0)$(由于对称性,只考虑$x>0$的情况即可,即交点为$(3,0)$)。
因此,可以设抛物线的顶点式为:
$y = a(x - 1)^{2} + 3$,
由于抛物线过点$(3, 0)$,代入得:
$0 = a(3 - 1)^{2} + 3$,
$0 = 4a + 3$,
解得:
$a = -\frac{3}{4}$,
因此,抛物线的解析式为:
$y = -\frac{3}{4}(x - 1)^{2} + 3$,
当$x = 0$时,代入解析式得:
$y = -\frac{3}{4}(0 - 1)^{2} + 3 = -\frac{3}{4} + 3 = \frac{9}{4} = 2.25$,
所以,水管的设计高度应为$2.25$m。
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