Question

某旅游勝地欲開發(fā)一座景觀山．從山的側(cè)面進(jìn)行勘測(cè)，迎面山坡線ABC由同一平面內(nèi)的兩段拋物線組成，其中AB所在的拋物線以A為頂點(diǎn)、開口向下，BC所在的拋物線以C為頂點(diǎn)、開口向上．以過山腳（點(diǎn)C）的水平線為x軸、過山頂（點(diǎn)A）的鉛垂線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系如圖（單位：百米）．已知AB所在拋物線的解析式為y=-

1

4

x²+8，BC所在拋物線的解析式為y=

1

4

（x-8）²，且已知B（m，4）．
（1）設(shè)P（x，y）是山坡線AB上任意一點(diǎn)，用y表示x，并求點(diǎn)B的坐標(biāo)；
（2）從山頂開始、沿迎面山坡往山下鋪設(shè)觀景臺(tái)階．這種臺(tái)階每級(jí)的高度為20厘米，長(zhǎng)度因坡度的大小而定，但不得小于20厘米，每級(jí)臺(tái)階的兩端點(diǎn)在坡面上（見圖）．
①分別求出前三級(jí)臺(tái)階的長(zhǎng)度（精確到厘米）；
②這種臺(tái)階不能一直鋪到山腳，為什么？
（3）在山坡上的700米高度（點(diǎn)D）處恰好有一小塊平地，可以用來(lái)建造索道站．索道的起點(diǎn)選擇在山腳水平線上的點(diǎn)E處，OE=1600（米）．假設(shè)索道DE可近似地看成一段以E為頂點(diǎn)、開口向上的拋物線，解析式為y=

1

28

（x-16）²．試求索道的最大懸空高度．

Answer 1

分析：（1）設(shè)P的坐標(biāo)為（x，y）代入公式求出x與y的等式關(guān)系，然后再把B的坐標(biāo)代入即可求解．
（2）分別求出前三級(jí)臺(tái)階的長(zhǎng)度，按此推理．解題時(shí)要注意題目的開放性．

解答：解：（1）∵P（x，y）是山坡線AB上任意一點(diǎn)，
∴y=-

1

4

x²+8，x≥0，
∴x²=4（8-y），x=2

8-y

∵B（m，4），∴m=2

8-y

，
∴B（4，4）（4分）

（2）在山坡線AB上，x=2

8-y

，A（0，8）
①令y₀=8，得x₀=0；令y₁=8-0.002=7.998，
得x₁=2

0.002

≈0.08944
∴第一級(jí)臺(tái)階的長(zhǎng)度為x₁-x₀=0.08944（百米）≈894（厘米）（6分）
同理，令y₂=8-2×0.002、y₃=8-3×0.002，
可得x₂≈0.12649、x₃≈0.15492
∴第二級(jí)臺(tái)階的長(zhǎng)度為x₂-x₁=0.03705（百米）≈371（厘米）（7分）
第三級(jí)臺(tái)階的長(zhǎng)度為x₃-x₂=0.02843（百米）≈284（厘米）（8分）
②取點(diǎn)B（4，4），
又取y=4+0.002，則x=2

3.998

≈3.99900
∵4-3.99900=0.001＜0.002
∴這種臺(tái)階不能從山頂一直鋪到點(diǎn)B，從而就不能一直鋪到山腳．（10分）

（3）D（2，7）、E（16，0）、B（4，4）、C（8，0）由圖可知，
只有當(dāng)索道在BC上方時(shí)，索道的懸空高度才有可能取最大值（11分）
索道在BC上方時(shí)，
懸空高度y=

1

28

（x-16）²-

1

4

（x-8）²=

1

14

（-3x²+40x-96）=-

3

14

（x-

20

3

）²+

8

3

（13分）
當(dāng)x=

20

3

時(shí)，ymax=

8

3

∴索道的最大懸空高度為

800

3

米．（14分）

點(diǎn)評(píng)：本題屬二次函數(shù)應(yīng)用中的難題．
解決函數(shù)應(yīng)用問題的一般步驟為：
（1）審題：弄清題意，分清條件和結(jié)論，理清數(shù)量關(guān)系；
（2）建模：將文字語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語(yǔ)言，利用數(shù)學(xué)知識(shí)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；
（3）求模：求解數(shù)學(xué)模型，得到數(shù)學(xué)結(jié)論；
（4）還原：將用數(shù)學(xué)方法得到的結(jié)論還原為實(shí)際問題．