19. (8分)如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长是12 m,宽是4 m.按照图中所示的直角坐标系,抛物线可以用$y = -\frac{1}{6}x^2 + bx + c$表示,且抛物线的点$C$到墙面$OB$的水平距离为3 m时,到地面$OA$的距离为$\frac{17}{2} \, m$.
(1) 求该抛物线的函数关系式,并计算出拱顶$D$到地面$OA$的距离.
(2) 一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6 m,宽为4 m,如果隧道内设双向行车道,那么这辆货车能否安全通过?

(1) 求该抛物线的函数关系式,并计算出拱顶$D$到地面$OA$的距离.
(2) 一辆货运汽车载一长方体集装箱后高为6 m,宽为4 m,如果隧道内设双向行车道,那么这辆货车能否安全通过?
答案
(1) 抛物线关系式为$y=-\frac{1}{6}x²+2x+4$,拱顶距离10m;(2) 能安全通过。
解析
(1) 由题意知,长方形长12m,宽4m,故B(0,4),B₁(12,4)在抛物线上,点C(3, 17/2)也在抛物线上。
将B(0,4)代入$y=-\frac{1}{6}x²+bx+c$,得$c=4$。
将C(3, 17/2)代入$y=-\frac{1}{6}x²+bx+4$,得:
$\frac{17}{2}=-\frac{1}{6}×3²+3b+4$,解得$b=2$。
∴抛物线关系式为$y=-\frac{1}{6}x²+2x+4$。
抛物线对称轴为$x=-\frac{b}{2a}=-\frac{2}{2×(-\frac{1}{6})}=6$,
将$x=6$代入,得$y=-\frac{1}{6}×6²+2×6+4=10$。
∴拱顶D到地面OA的距离为10m。
(2) 隧道双向车道,每个车道宽6m,货车宽4m,高6m。
货车在车道内行驶,需在宽度4m范围内抛物线高度≥6m。
令$y=6$,则$-\frac{1}{6}x²+2x+4=6$,解得$x=6±2\sqrt{6}$($\sqrt{6}≈2.45$),
即$x≈1.1$或$x≈10.9$。在车道内取$x∈[6,10]$(货车右边缘x=10),
此时$y=-\frac{1}{6}×10²+2×10+4≈7.33>6$。
∴货车能安全通过。
将B(0,4)代入$y=-\frac{1}{6}x²+bx+c$,得$c=4$。
将C(3, 17/2)代入$y=-\frac{1}{6}x²+bx+4$,得:
$\frac{17}{2}=-\frac{1}{6}×3²+3b+4$,解得$b=2$。
∴抛物线关系式为$y=-\frac{1}{6}x²+2x+4$。
抛物线对称轴为$x=-\frac{b}{2a}=-\frac{2}{2×(-\frac{1}{6})}=6$,
将$x=6$代入,得$y=-\frac{1}{6}×6²+2×6+4=10$。
∴拱顶D到地面OA的距离为10m。
(2) 隧道双向车道,每个车道宽6m,货车宽4m,高6m。
货车在车道内行驶,需在宽度4m范围内抛物线高度≥6m。
令$y=6$,则$-\frac{1}{6}x²+2x+4=6$,解得$x=6±2\sqrt{6}$($\sqrt{6}≈2.45$),
即$x≈1.1$或$x≈10.9$。在车道内取$x∈[6,10]$(货车右边缘x=10),
此时$y=-\frac{1}{6}×10²+2×10+4≈7.33>6$。
∴货车能安全通过。
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