题目

如图,是一抛物线型拱门示意图,拱门边界线是抛物线的一部分,抛物线的轴为拱门的对称轴,拱门底部 宽8米,顶点 距离地面6米. (1) 以拱门顶点 为原点,对称轴为 轴建立平面直角坐标系,求拱门边界线所在抛物线的方程; (2) 节日期间需要在拱门对称轴上离地面4米处悬挂一节日灯笼,如图,用两根对称的牵引绳固定,求其中一根牵引绳长度的最小值.(灯笼看作点 ) 答案: 解:以抛物线的顶点 O 为坐标原点,抛物线的对称轴为 y 轴,建立平面直角坐标系,如图. 则 A(−4,−6) , B(4,−6) , 设抛物线的标准方程为 x2=−2py ( p>0 ). 因为 B 点在抛物线上, 所以 42=−2p(−6) ,解得 p=43 , 所以抛物线的方程为 x2=−83y . 设 P(0,−2) 为灯笼所在点, Q(x,y) 为抛物线上设置牵引绳的点, 则 |PQ|=x2+(y+2)2 , |PQ|=y2+43y+4 ( −6≤y≤0 ), 当 y=−23 时, |PQ| 的最小值为 423 ,即一条牵引绳长度的最小值为 423 .
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