Skip to main content

Tìm phương trình parabol mô tả đường ray tàu lượn

Đề bài:

Một kĩ sư thiết kế một đường ray tàu lượn, mà mặt cắt của nó gồm một cung đường cong có dạng parabol (H.9.6a), đoạn dốc lên \({L_1}\) và đoạn dốc xuống \({L_2}\) là những phần đường thẳng có hệ số góc lần lượt là 0,5 và –0,75. Để tàu lượn chạy êm và không bị đổi hướng đột ngột, \({L_1}\) và \({L_2}\) phải là những tiếp tuyến của cung parabol tại các điểm chuyển tiếp P và Q (H.9.6b). Giả sử gốc toạ độ đặt tại P và phương trình của parabol là \(y = ax^2 + bx + c,\) trong đó x tính bằng mét. a) Tìm c. b) Tính y'(0) và tìm b. c) Giả sử khoảng cách theo phương ngang giữa P và Q là 40 m. Tìm a. d) Tìm chênh lệch độ cao giữa hai điểm chuyển tiếp P và Q.

Phân tích bài toán

Tóm tắt đề bài
Parabol \(y = ax^2 + bx + c\) có gốc tọa độ tại P, tiếp tuyến tại P có hệ số góc 0,5, tiếp tuyến tại Q có hệ số góc –0,75, khoảng cách ngang P đến Q là 40 m. Cần tìm lần lượt các hệ số c, b, a và chênh lệch độ cao giữa P và Q.
Kiến thức cần dùng
Đạo hàm đa thức bậc hai: \(y' = 2ax + b\). Hệ số góc của tiếp tuyến tại điểm \(x_0\) bằng \(y'(x_0)\). Điểm thuộc đồ thị thỏa mãn phương trình hàm số.
Phương pháp giải
Chỉ có một cách. Dùng điều kiện P nằm trên parabol (gốc tọa độ) để tìm c; dùng hệ số góc tiếp tuyến tại P để tìm b; dùng hệ số góc tiếp tuyến tại Q kết hợp tọa độ ngang của Q để tìm a; cuối cùng thay tọa độ Q vào hàm số để tính chênh lệch độ cao.
Ứng dụng thực tế
Khi thiết kế đường trượt nước ở công viên giải trí, kĩ sư cũng cần đảm bảo đoạn nối giữa đường thẳng và đường cong phải tiếp tuyến nhau để người trượt không bị giật mạnh — em có thể dùng cách tính tương tự để xác định độ cong của đoạn nối đó không?

Gợi ý (0/3)

Lời giải chi tiết

Góp ý về bài tập

Bạn thấy nội dung có gì chưa ổn? Góp ý của bạn giúp chúng tôi cải thiện.

...

Bài tập liên quan

Xem tất cả bài tập →