一、创设问题情境
如图,某建筑的屋顶设计成横截面为抛物线型(曲线AOB)的薄壳屋顶。它的拱高AB为4m,拱高CO为0.8m。施工前要先制造建筑模板,怎样画出模板的轮廓线呢?
分析:为了画出符合要求的模板,通常要先建立适当的直角坐标系,再写出函数关系式,然后根据这个关系式进行计算,放样画图。
如图所示,以AB的垂直平分线为y轴,以过点O的y轴的垂线为x轴,建立直角坐标系。这时,屋顶的横截面所成抛物线的顶点在原点,对称轴是y轴,开口向下,所以可设它的函数关系式为: y=ax2 (a<0) (1)
因为y轴垂直平分AB,并交AB于点C,所以CB= =2(cm),又CO=0.8m,所以点B的坐标为(2,-0.8)。
因为点B在抛物线上,将它的坐标代人(1),得 -0.8=a×22 所以a=-0.2
因此,所求函数关系式是y=-0.2x2。
请同学们根据这个函数关系式,画出模板的轮廓线。
二、引申拓展
问题1:能不能以A点为原点,AB所在直线为x轴,过点A的x轴的垂线为y轴,建立直角坐标系?
让学生了解建立直角坐标系的方法不是唯一的,以A点为原点,AB所在的直线为x轴,过点A的x轴的垂线为y轴,建立直角坐标系也是可行的。
问题2,若以A点为原点,AB所在直线为x轴,过点A的x轴的垂直为y轴,建立直角坐标系,你能求出其函数关系式吗?
分析:按此方法建立直角坐标系,则A点坐标为(0,0),B点坐标为(4,0),OC所在直线为抛物线的对称轴,所以有AC=CB,AC=2m,O点坐标为(2;0.8)。即把问题转化为:已知抛物线过(0,0)、(4,0);(2,0.8)三点,求这个二次函数的关系式。
二次函数的一般形式是y=ax2+bx+c,求这个二次函数的关系式,跟以前学过求一次函数的关系式一样,关键是确定o、6、c,已知三点在抛物线上,所以它的坐标必须适合所求的函数关系式;可列出三个方程,解此方程组,求出三个待定系数。
解:设所求的二次函数关系式为y=ax2+bx+c。
因为OC所在直线为抛物线的对称轴,所以有AC=CB,AC=2m,拱高OC=0.8m,
所以O点坐标为(2,0.8),A点坐标为(0,0),B点坐标为(4,0)。