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微积分 / 英语

初中数学二次函数拱桥问题求抛物线解析式和水面宽度你会了吗?99%学生都出错。

小鹿老师ya · 哔哩哔哩 · 6:46

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本片段是一道初中二次函数拱桥应用题的审题与方法铺垫。画面始终展示同一道题:抛物线形拱桥,拱顶离水面 2m 时水面宽 4m,按图示建立平面直角坐标系;第(1)问求抛物线解析式,第(2)问求水面下降 1m 后的宽度。老师先强调这类题通常要先求解析式,再解决宽度问题;随后把题设长度对应到图中,利用 y 轴为对称轴把 4m 平分为左右各 2m;最后板书二次函数一般式 y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0),并开始写顶点式,但本片段未给出最终解析式和最终答案。 这是一段初中数学二次函数应用题讲解。视频围绕“抛物线形拱桥”问题,先把一般式、顶点式、交点式并列板书,再教学生根据题目已知条件选择解析式形式:已知顶点优先用顶点式,已知与 x 轴两交点可用交点式。随后老师按图示坐标系读出拱顶 C(0,2)C(0,2),把顶点代入 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,化简得到 y=ax^2+22+2,说明此时只剩一个未知系数 a。片段止于第一问求解的前半程,尚未继续求 a,也未展开第二问水面下降后的宽度计算。 本片段讲解一道初中二次函数实际应用题:抛物线形拱桥在拱顶离水面 2m 时水面宽 4m。老师先利用顶点 C(0,2)C(0,2) 把抛物线设为 y=ax^2+22+2,再代入已知点 A(−2,0)A(-2,0) 求得 a=−1/2a=-1/2,得到解析式 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。随后处理第二问,把“水面下降1m”转化为 y=−1y=-1,代入解析式解得 x=±√6,并提醒学生最终要求的是水面宽度而不是单个横坐标,因此宽度为 2√6 m。 本片段先用白板式分栏讲解一道初中二次函数拱桥应用题:根据“拱顶离水面2m、水面宽4m”建立坐标系,得到顶点 C(0,2)C(0,2) 和交点 A(−2,0)A(-2,0)、B(2,0)B(2,0),设顶点式 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,化为 y=ax^2+22+2,再代入 A 点求得 a=−1/2a=-1/2,故抛物线解析式为 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。第二问把“水面下降1m”转化为 y=−1y=-1,代入解析式得 -1=-1/2x^2+22+2,解出 x2=6x^2=6、x=±√6,再利用对称性得到水面总宽度 2√6 米,并强调应用题要写单位。片段后半页切换到一道新的抛物线拱桥练习题,老师只布置学生自行完成两问并写答案到评论区,未在本片段内讲解其求解过程。

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章节

0:00开场与题目呈现0:15先求解析式再求宽度的总体思路0:45读题并把 2m、4m 标注到图中1:10利用对称性得到左右半宽为 21:35回忆二次函数一般式与顶点式2:00补全交点式并回顾三种解析式2:20根据已知条件选择设法3:05用顶点式开始解第一问3:25代入拱顶坐标得到 y=ax^2+22+24:00用顶点式设抛物线4:16代入已知点求 a4:36转入第二问:水面下降的含义5:24代入 y=−1y=-1 求交点横坐标5:40由两个交点求水面宽度6:00回顾拱桥例题与坐标系条件6:04水面下降1m对应 y=−1y=-16:10代入解析式求交点横坐标6:14利用对称性求水面总宽度6:22强调答案单位与思路总结6:32展示课后练习题6:43片尾互动提示

学习解说文稿

依据视频画面与讲解整理,并非逐字语音转写。

画面一开始给出完整题目和配图:抛物线形拱桥放在平面直角坐标系中,顶点 C 在 y 轴上,初始水面是水平线段 AB。老师先说明这是一道初三二次函数应用题,研究对象不是抽象抛物线,而是能用抛物线建模的拱桥。

这一段的关键不是立刻计算,而是确定解题顺序。题目第(1)问要求“拱桥所在抛物线的解析式”,第(2)问要求“水面下降1m时,则水面的宽度为多少”。老师强调,初中阶段这类水面拱桥题即使表面上只问宽度,通常也要先求出解析式,因为宽度最终要靠抛物线方程来计算。

接着开始把文字条件翻译成图形信息。“当拱顶离水面2m时”对应图中顶点 C 到水面 AB 的竖直距离为 2;“水面宽4m”对应线段 AB 的长度为 4。老师在图上补写这些数字,目的是把应用题条件变成可以在坐标系里使用的几何量。

然后利用图示坐标系的对称性继续转化条件。由于 y 轴经过拱顶并且是抛物线的对称轴,水平水面 AB 被 y 轴平分,所以 4m 的全宽分成左右各 2m。这一步为后面确定 A、B 的横坐标绝对值做准备;本片段虽然说到“可以快速的知道A点和B点的坐标”,但没有把完整坐标正式写出。

进入第(1)问的方法准备时,老师提示求二次函数解析式通常要先想到两种表达形式。第一种是一般式 y=ax2+bx+cy=ax^2+bx+c,并注明 a≠0a\ne 0;第二种是顶点式,板书只写到 y=a(x−y=a(x-,片段在此结束,因此顶点式的完整形式和后续代入求解都没有出现。

总体来看,本片段完成了三件事:明确这是二次函数拱桥建模题;把“2m”和“4m”对应到图中的竖直距离与水平宽度;说明接下来要用一般式或顶点式去求抛物线解析式。尚未完成的是具体设点、代点、解出系数,以及第(2)问水面下降后的宽度计算。

片段一开始,老师先把二次函数的三种常见表达形式摆在同一块黑板上:一般式 y=ax2+bx+c (a≠0)y=ax^2+bx+c\ (a\neq 0)、顶点式 y=a(x−h)2+k (a≠0)y=a(x-h)^2+k\ (a\neq 0),以及刚刚补写的交点式 y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)。这里的重点不是记忆公式本身,而是先建立“同一个抛物线可以有不同设法”的意识。

接着老师把注意力转向题目图形:这是一个抛物线形拱桥,坐标系已经按图建好,原点在水平面中点,yy 轴穿过拱顶。她强调,解这类题时“设哪个解析式”非常关键,因为不同已知条件会让不同形式变得更省事。

从图中可以一眼看到拱顶,也就是抛物线的顶点。老师由此给出第一条选择原则:只要题目能直接读出顶点,就优先设顶点式,而不是先去设一般式。原因是顶点式里的 (h,k)(h,k) 本身就是顶点坐标,代入后能立刻消去两个未知量。

随后她又补充第二条原则:如果题目给出抛物线与 xx 轴的两个交点,那么交点式也可以用。图中 AA、BB 两点都在 xx 轴上,而且在这道题的语境里已经被视为已知,所以本题并非只能用顶点式,而是顶点式和交点式都可行。

老师最终选择顶点式来写第一问。她先规范地写“解:设抛物线的解析式为 y=a(x−h)2+k (a≠0)y=a(x-h)^2+k\ (a\neq 0)”,这一步对应视频中的方法总结:先根据已知条件选定形式,再把未知系数留在式子里等待后续条件确定。

接下来把几何条件翻译成坐标条件。题干说“拱顶离水面 2m2\text{m}”,而图中拱顶又在 yy 轴上,所以顶点 CC 的坐标是 (0,2)(0,2)。这一步的关键在于:不是直接把“2米”当作答案,而是把它转化为顶点式中的 k=2k=2,同时由对称位置得到 h=0h=0。

把 h=0h=0、k=2k=2 代回 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,就得到 y=a(x−0)2+2y=a(x-0)^2+2,再化简为 y=ax2+2y=ax^2+2。老师此时提醒学生观察式子结构:经过这一步,原本三个待定参数已经减少到只剩一个未知数 aa。

片段在这里结束,第一问还没有完全做完。已经确定的是抛物线具有 y=ax2+2y=ax^2+2 的形式,后续还需要利用图中另一个已知点(例如水面与抛物线的交点)求出 aa,然后才能继续回答第二问“水面下降 1m1\text{m} 时水面宽度是多少”。

这一段先解决第一问的核心思路:既然已经把拱桥看成抛物线,并且从图中知道顶点是 C(0,2)C(0,2),就可以把解析式设成顶点式 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k。代入 h=0h=0、k=2k=2 后,式子简化为 y=ax^2+22+2,此时未知量只剩下系数 a。

接下来用待定系数法求 a。图中 A、B 都在抛物线上,老师选择 A(−2,0)A(-2,0) 代入 y=ax^2+22+2,得到 0=a(−2)2+20=a(-2)^2+2,也就是 0=4a+20=4a+2,解得 a=−1/2a=-1/2。于是第一问的答案是 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

然后进入第二问。题目说“水面下降1m”,这里的重点不是重新设抛物线,而是改变所考察的水平线位置。原来水面在 y=0y=0,下降 1m 后,新水面对应的纵坐标就是 y=−1y=-1。

把 y=−1y=-1 代入已经求出的解析式 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2,得到 -1=-1/2x^2+22+2。化简后可得 x2=6x^2=6,所以 x=±√6。这两个值表示新水面与抛物线左右两个交点的横坐标。

最后要注意题目问的是“水面的宽度”,不是某一个交点的横坐标。右侧交点是 √6,左侧交点是 -√6,所以水面宽度应取两点之间的水平距离,即 √6-(-√6)=2√6。片段末尾虽然语音被截断,但板书和图形已经完整支持这一结论。

画面先回到左侧的抛物线拱桥示意图:坐标系已建好,顶点在 y 轴上的 C(0,2)C(0,2),初始水面与 x 轴重合,左右交点为 A(−2,0)A(-2,0)、B(2,0)B(2,0)。这说明题目把“拱顶离水面2m、水面宽4m”翻译成了坐标条件。

接着进入第(2)问。老师指着图中 x 轴下方的紫色水平线说明:水面下降1m,就是从原来的 y=0y=0 下移到 y=−1y=-1。因此,求新水面宽度,本质上是求抛物线 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2 与直线 y=−1y=-1 的交点。

右侧板书把这一思路写成方程 -1=-1/2x^2+22+2。先移项得 -3=-1/2x^2,再两边同乘 -2,得到 x2=6x^2=6,于是 x=±√6。这里的两个解分别对应新水面与抛物线左、右两侧的交点横坐标。

因为抛物线关于 y 轴对称,右交点到 y 轴的距离是 √6,左交点到 y 轴的距离也是 √6,所以水面总宽度不是 √6,而是 2√6。画面中相应写出 √6×2=26\times 2=2√6,老师也口头强调“水面宽应该是二倍的x”。

最后老师补充这是应用题,结果要带单位,所以第二问答案应写成 2√6 米。随后她总结整道题的思路:先建系求解析式,再把水位变化转化为 y 值,代入方程求交点,最后利用对称性求宽度。

画面切换到练习题页,出现另一道抛物线形拱桥问题,题干给出正常水位 AB 宽20m、警戒水位 CD 宽10m、CD 距拱桥顶 E 为1m,并提出两问:求抛物线解析式,以及水位每小时上升0.3m时多久到达警戒线。本片段中老师只布置学生课后作答,没有继续演算。

片尾出现头像和“评论 点赞 关注”提示,不再包含新的数学内容。

知识卡片

01

抛物线拱桥问题的总体解法顺序

视频先给出一题:抛物线形拱桥,当拱顶离水面 2m 时,水面宽 4m,按图示建立平面直角坐标系;第(1)问求拱桥所在抛物线的解析式,第(2)问求水面下降 1m 后的宽度。老师强调,这类初中水面拱桥题的核心顺序是先求解析式,再求宽度。即使有些填空只直接问宽度,本质上仍要先建立抛物线模型。

02

把题设长度翻译到坐标系图中

读题时,老师把“拱顶离水面2m”对应为图中顶点 C 到水面 AB 的竖直距离,把“水面宽4m”对应为水平线段 AB 的长度,并在图上补写 2 和 4。这样做的目的是把文字应用条件转化为坐标系中的几何量,方便后续设点求解析式。

03

利用对称轴把 4m 平分为左右各 2m

由于 y 轴经过拱顶且是抛物线的对称轴,水面线段 AB 被 y 轴平分。因此 4m 的全宽在左右两侧各为 2m。视频借此说明可以快速得到 A、B 两点相对于 y 轴的水平位置,为写出坐标做准备。本片段只明确到“半边是2”,没有把 A、B 的完整坐标板书出来。

04

求解析式前先回忆二次函数一般式

老师指出,想求抛物线解析式,首先要想到二次函数的常用表达形式。其一是“一般式” y=ax2+bx+cy=ax^2+bx+c,并要求 a≠0a\ne 0。这一形式适合通过代入已知点坐标来求待定系数。

y=ax2+bx+c(a≠0)y=ax^2+bx+c\quad(a\ne 0)
05

顶点式作为另一种常用解析式形式

在一般式之后,老师又提到“顶点式”也是求二次函数解析式的常见方法,尤其适合已知顶点位置的问题。视频板书只写到 y=a(x−y=a(x-,片段结束时并未给出完整顶点式,也没有继续代入求解。

y=a(x−y=a(x-
06

二次函数三种常见设法

视频把同一抛物线的解析式分成三类常用形式:一般式、顶点式、交点式。解题时不是机械任选,而是看题目直接给出了哪些几何信息。

y=ax2+bx+c (a≠0);y=a(x−h)2+k (a≠0);y=a(x−x1)(x−x2)y=ax^2+bx+c\ (a\neq 0);\quad y=a(x-h)^2+k\ (a\neq 0);\quad y=a(x-x_1)(x-x_2)
07

已知顶点优先用顶点式

若题目能直接读出抛物线顶点,就优先设顶点式。因为顶点式中的 (h,k)(h,k) 正好对应顶点坐标,代入后可立即减少未知数个数。本题拱顶就是顶点,所以老师明确说“不要设一般式”。

y=a(x−h)2+kwhere the vertex is (h,k)y=a(x-h)^2+k\quad \text{where the vertex is}\ (h,k)
08

已知与 x 轴两交点可用交点式

当抛物线与 xx 轴的两个交点横坐标已知时,可设交点式 y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)。本题中 AA、BB 都在 xx 轴上且被视为已知,所以交点式同样适用,只是老师最终选择了顶点式。

y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)
09

拱桥问题如何读顶点坐标

题中给出“拱顶离水面 2m2\text{m}”,而图示坐标系把原点放在水面中点、yy 轴穿过拱顶,因此拱顶即抛物线顶点,坐标为 C(0,2)C(0,2)。这一步把文字条件转化成了代数条件 h=0,k=2h=0,k=2。

C(0,2)⇒h=0, k=2C(0,2)\Rightarrow h=0,\ k=2
10

代入顶点后得到 y=ax^2+22+2

把 C(0,2)C(0,2) 代入顶点式 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,得到 y=a(x−0)2+2y=a(x-0)^2+2,化简为 y=ax2+2y=ax^2+2。此时解析式中只剩一个待定系数 aa,说明顶点信息已经完成了大部分消元工作。

y=a(x−0)2+2=ax2+2y=a(x-0)^2+2=ax^2+2
11

本片段尚未完成的后续步骤

视频到此只完成第一问的前半部分:已经确定抛物线形如 y=ax2+2y=ax^2+2,但还没有利用水面宽 4m4\text{m} 对应的交点去求 aa。第二问“水面下降 1m1\text{m} 后的宽度”也未展开。

12

顶点式建模:由拱顶坐标设抛物线

本题先抓住拱顶 C(0,2)C(0,2)。因为抛物线对称轴竖直且顶点已知,所以可设 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k。把 h=0h=0、k=2k=2 代入,得到 y=ax^2+22+2。这样就把实际拱桥问题转成一个只含参数 a 的二次函数模型。

y=a(x−h)2+k⇒y=ax2+2y=a(x-h)^2+k \Rightarrow y=ax^2+2
13

待定系数法:用一个已知点求 a

在 y=ax^2+22+2 中只剩一个未知数 a,因此只要再找抛物线上的一个点即可。老师选 A(−2,0)A(-2,0),代入得 0=a(−2)2+2=4a+20=a(-2)^2+2=4a+2,解得 a=−1/2a=-1/2,所以解析式为 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

0=4a+2⇒a=−120=4a+2 \Rightarrow a=-\frac12
14

水面下降1m的数学含义:把高度变化转成 y=−1y=-1

第二问的关键是把文字条件翻译成坐标条件。原水面在 y=0y=0,下降 1m 后,新水面是一条更低的水平线,对应 y=−1y=-1。抛物线本身不变,变的是用来截抛物线的那条水平线。

y=0→decrease1 my=−1y=0 \xrightarrow{\text{decrease}1\text{ m}} y=-1
15

代入函数值求交点横坐标

把 y=−1y=-1 代入 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2,得到 -1=-1/2x^2+22+2,化简得 x2=6x^2=6,所以 x=±√6。这里的 ±√6 是新水面与抛物线两个交点的横坐标。

−1=−12x2+2⇒x2=6⇒x=±6-1=-\frac12x^2+2 \Rightarrow x^2=6 \Rightarrow x=\pm\sqrt6
16

易错点:宽度不是 x,而是两交点间距离

很多同学求出 x=√6 后就停止,但题目问的是水面宽度。宽度应取左右两个交点之间的水平距离,即 √6-(-√6)=2√6。单个 x 只表示一侧到 y 轴的距离。

width=6−(−6)=26\text{width}=\sqrt6-(-\sqrt6)=2\sqrt6
17

拱桥问题先建坐标系再设顶点式

把实际拱桥抽象为抛物线后,先根据对称性把顶点放在 y 轴上。本题由“拱顶离水面2m、水面宽4m”得到 C(0,2)C(0,2)、A(−2,0)A(-2,0)、B(2,0)B(2,0),于是可设 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,并因顶点为 (0,2) 化为 y=ax^2+22+2。

y=a(x−h)2+k,(h,k)=(0,2)⇒y=ax2+2y=a(x-h)^2+k,\quad (h,k)=(0,2)\Rightarrow y=ax^2+2
18

用一个已知点确定二次函数中的 a

顶点式确定后,只需再代入一个非顶点的已知点即可求出 a。把 A(−2,0)A(-2,0) 代入 y=ax^2+22+2,得 0=4a+20=4a+2,所以 a=−1/2a=-1/2,最终解析式为 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

0=a(−2)2+2⇒a=−12,y=−12x2+20=a(-2)^2+2\Rightarrow a=-\frac{1}{2},\quad y=-\frac{1}{2}x^2+2
19

水面下降1m就是把 y 取成 -1

在原坐标系中,初始水面位于 x 轴,即 y=0y=0;下降1m后,新水面在 x 轴下方1个单位,所以对应直线 y=−1y=-1。求水面宽度就是求抛物线与 y=−1y=-1 的交点。

y=−1y=-1
20

代入后解一元二次方程求交点横坐标

把 y=−1y=-1 代入 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2,得到 -1=-1/2x^2+22+2。化简得 x2=6x^2=6,因此 x=±√6。这两个值分别是左右交点的横坐标。

−1=−12x2+2⇒x2=6⇒x=±6-1=-\frac{1}{2}x^2+2\Rightarrow x^2=6\Rightarrow x=\pm\sqrt{6}
21

水面总宽度要利用对称性乘以2

√6 只是右半边到 y 轴的距离,不是整个水面宽度。由于抛物线关于 y 轴对称,左右交点为 -√6 和 √6,所以总宽度为 √6-(-√6)=2√6。

width=26\text{width}=2\sqrt{6}
22

应用题最终答案要写单位

本题求的是实际水面宽度,属于长度量,因此最终答案不能只写 2√6,而应写成 2√6 米。

23

课后练习题只展示题面,本片段未求解

32秒后画面切到另一道抛物线拱桥练习题,题干要求先求解析式,再求水位上升到警戒线所需时间。视频在此处只布置学生自行完成并写答案到评论区,没有给出该题的演算过程。

详细学习笔记

按知识点查看条件、步骤和证据。补充解释与视频直接内容分别标明。

符号定义 · 35

x

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    图中建立平面直角坐标系,水平轴标注为 x。

符号

x

含义

平面直角坐标系中的横坐标轴

适用范围

实数

y

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    图中建立平面直角坐标系,竖直轴标注为 y。

符号

y

含义

平面直角坐标系中的纵坐标轴

适用范围

实数

A

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    图中抛物线与左侧水面交点标注为 A。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“你可以快速的知道A点和B点的坐标”。

符号

A

含义

抛物线与初始水面的左交点

适用范围

点

B

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    图中抛物线与右侧水面交点标注为 B。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“你可以快速的知道A点和B点的坐标”。

符号

B

含义

抛物线与初始水面的右交点

适用范围

点

C

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    图中抛物线顶点标注为 C,位于 y 轴上。

符号

C

含义

抛物线拱顶,即顶点

适用范围

点

a

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书写出 y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“我们都知道是y等于ax方加bx加c对吧,然后a不等于0”。

符号

a

含义

二次项系数

适用范围

a≠0a\ne 0 的实数

b

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书写出 y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)。

符号

b

含义

一次项系数

适用范围

实数

c

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书写出 y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)。

符号

c

含义

常数项

适用范围

实数

a

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书开始写出 y=ay=a(x-。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“还有一个是我们常见的顶点式……就是y等于a倍的x减”。

待核验内容
  1. 片段结束时顶点式尚未写完,h、k 未在本片段中出现。

符号

a

含义

顶点式中的二次项系数

适用范围

a≠0a\ne 0 的实数

y

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面右侧手写公式中出现 y,如 y=ax^2+bx+c、y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k、y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)。

符号

y

含义

抛物线上点的纵坐标,也是二次函数的函数值。

适用范围

实数

x

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面右侧手写公式中出现 x,如 y=ax^2+bx+c、y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k、y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)。

符号

x

含义

抛物线上点的横坐标,也是二次函数的自变量。

适用范围

实数

a

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    三种形式中都出现 a,且顶点式旁标注 (a≠0a\ne 0)。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“然后 a 不等于零”。

符号

a

含义

二次项系数,决定抛物线开口方向和大小;在本题中也是待定系数。

适用范围

a≠0a\ne 0 的实数

知识点 · 19

二次函数一般式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书写出“一般式:y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)”。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“第一个是这个二次函数的一般式,我们都知道是y等于ax方加bx加c对吧,然后a不等于0”。

公式
解释

视频在讲解求抛物线解析式时,先提示要回忆二次函数的代数表达形式,其中第一种是一般式。该式用于表示任意二次函数,后续可通过已知点坐标代入求待定系数。

公式
y=ax2+bx+c(a≠0)y=ax^2+bx+c\quad(a\ne 0)
适用条件
  1. a 为二次项系数

  2. a 不等于 0

二次函数顶点式引入

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书写出“顶点式:y=ay=a(x-”,但表达式未完整呈现。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“还有一个是我们常见的顶点式……就是y等于a倍的x减”。

待核验内容
  1. 本片段只写到顶点式开头,未给出完整公式。

公式
解释

视频接着提示第二种常用表达是顶点式,适合在已知顶点位置时设出解析式。本片段中老师只说到开头,完整形式尚未写出。

公式
y=a(x−y=a(x-
适用条件
  1. 本片段仅出现顶点式开头

  2. 完整参数未在本片段给出

先修条目
  1. 二次函数一般式

拱桥问题的坐标系建模

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    题目文字写明“图中是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,建立如图所示的平面直角坐标系”。

  2. 图示
    观察依据

    图中抛物线开口向下,顶点 C 在 y 轴上,水面线段 AB 水平,y 轴把 AB 平分。

  3. 声音
    观察依据

    老师读题并解释“这个地儿距离下边下方这块是两米”“水面的宽是4米”“相当于我这个y轴我把这完全平分了,这一边是2呗”。

方法
解释

视频把实际拱桥抽象为平面直角坐标系中的抛物线:以拱顶所在竖直线为 y 轴,利用对称性把水面宽度 4m 平分为左右各 2m,从而把几何条件转化为点的坐标条件,再求解析式。

适用条件
  1. 拱桥形状视为抛物线

  2. 坐标系按图示建立

  3. 利用 y 轴为对称轴

先求解析式再求宽度的解题顺序

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“首先你在第一问的时候……他会说你得先求下解析式”“只要是这种水面拱桥的问题,在初中阶段出现了,都是在考察先求解析式的事”。

  2. 图示
    观察依据

    题目第(1)问为“求拱桥所在抛物线的解析式”。

方法
解释

视频强调这类初中水面拱桥题的核心方法是先根据已知几何条件求出抛物线解析式,再利用解析式回答第二问中的水面宽度问题。

适用条件
  1. 适用于题中给出拱桥抛物线形状及若干几何尺寸的情形

先修条目
  1. 拱桥问题的坐标系建模

二次函数的一般式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面右侧已写出“一般式:y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)”。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“这三个是解析式的一般形式”。

定义
解释

视频把 y=ax^2+bx+c 称为二次函数解析式的一种基本形式,并强调 a≠0a\ne 0。该形式适合在已知三个点坐标时列方程组求 a、b、c。

公式
y=ax2+bx+c(a≠0)y=ax^2+bx+c \quad (a\neq 0)
适用条件
  1. a、b、c 为常数

  2. a 不等于 0

二次函数的顶点式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面右侧写出“顶点式:y=a(x−h)2+k(a≠0)y=a(x-h)^2+k(a\ne 0)”。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“只要你知道顶点,优先设这个顶点式”。

定义
解释

视频将 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k 作为顶点式,其中 (h,k) 是顶点坐标。对于本题,拱顶位置直接给出顶点,因此老师建议优先使用顶点式。

公式
y=a(x−h)2+k(a≠0)y=a(x-h)^2+k \quad (a\neq 0)
适用条件
  1. a 不等于 0

  2. (h,k) 为抛物线顶点坐标

二次函数的交点式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面右侧补写“交点式:y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)”。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“什么时候用交点式,就是你看它这个题当中正好这个抛物线与 x 轴那两个交点都是已知的”。

定义
解释

视频把 y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2) 称为交点式,适用于已知抛物线与 x 轴两个交点横坐标的情形。本题中 A、B 两点已知,因此交点式也可用。

公式
y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)
适用条件
  1. x1x_1、x2x_2 为抛物线与 x 轴交点的横坐标

  2. a 不等于 0

根据已知条件选择二次函数解析式形式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“这三个解析式设哪个,对于我们这道题来说很关键”。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“只要你知道了顶点……你优先设这个顶点式,我们也不要设一般式”。

  3. 声音
    观察依据

    老师说“什么时候用交点式……那两个交点都是已知的”。

方法
解释

视频的核心方法是:求抛物线解析式时,先看题目直接给出什么几何信息。若已知顶点,优先设顶点式;若已知与 x 轴的两个交点,可用交点式;一般式不是本题首选。

公式
适用条件
  1. 已知顶点坐标时优先用顶点式

  2. 已知与 x 轴两交点时可用交点式

  3. 本题中顶点式和交点式都可用,老师选择顶点式

先修条目
  1. 二次函数的一般式
  2. 二次函数的顶点式
  3. 二次函数的交点式

拱桥问题的建模背景

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    题干文字显示“图中是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,建立如图所示的平面直角坐标系”。

  2. 图示
    观察依据

    图中坐标系原点在水面中点,x 轴沿水面,y 轴竖直向上,抛物线开口向下,顶点在 y 轴上。

定义
解释

视频用平面直角坐标系把拱桥抽象为抛物线。题中给出拱顶离水面 2m、水面宽 4m,图中又把原点取在水面中点,因此顶点在 y 轴上,水面与抛物线交于左右对称两点。

公式
适用条件
  1. 拱桥形状视为抛物线

  2. 坐标系按图建立

  3. 拱顶离水面 2m

  4. 水面宽 4m

利用顶点式建立抛物线解析式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书给出 y=a(x−h)2+k(a≠0)y=a(x-h)^2+k (a\ne 0),并在本题中具体化为 y=ax^2+22+2。

  2. 声音
    观察依据

    老师强调“只有一个未知数”,说明选定顶点式后只剩参数 a 待定。

方法
解释

当已知抛物线顶点位置时,可把解析式设为 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k。本题顶点为 C(0,2)C(0,2),所以 h=0h=0、k=2k=2,解析式简化为 y=ax^2+22+2,从而把问题转化为只需求一个未知系数 a。

公式
y=a(x−h)2+k(a≠0),y=ax2+2y=a(x-h)^2+k \quad (a\neq 0),\qquad y=ax^2+2
适用条件
  1. 已知顶点坐标

  2. 抛物线开口向上或向下且对称轴竖直

  3. a 为待定系数

待定系数法求二次项系数

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“只要你知道一个已知点在我们的抛物线上,那么这道题就迎刃而解了”。“

  2. 公式
    观察依据

    板书把 A(−2,0)A(-2,0) 代入 y=ax^2+22+2,得到 0=4a+20=4a+2,再求出 a=−1/2a=-1/2。

方法
解释

在已经确定抛物线形式 y=ax^2+22+2 后,只需再找一个在抛物线上的已知点,把该点坐标代入解析式,即可得到关于 a 的一次方程并求解。本题选用 A(−2,0)A(-2,0) 作为代入点。

公式
0=a(−2)2+2⇒0=4a+2⇒a=−120=a(-2)^2+2 \Rightarrow 0=4a+2 \Rightarrow a=-\frac12
适用条件
  1. 已知抛物线的函数形式

  2. 已知至少一个在该抛物线上的点坐标

先修条目
  1. 利用顶点式建立抛物线解析式

把水面下降转化为函数值条件

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“水位的纵坐标是不是应该是负一”。“

  2. 公式
    观察依据

    板书写出 -1=-1/2x^2+22+2,并继续推出 x2=6x^2=6、x=±√6。

方法
解释

第二问中“水面下降1m”不是改变抛物线本身,而是改变所考察的水平线位置。原水面在 y=0y=0,下降 1m 后对应 y=−1y=-1,因此把 y=−1y=-1 代入已求得的抛物线解析式,就能求出此时水面与拱桥交点的横坐标。

公式
y=−1⇒−1=−12x2+2y=-1 \Rightarrow -1=-\frac12x^2+2
适用条件
  1. 已求得抛物线解析式

  2. 题目中的高度变化可转化为坐标系中 y 值的变化

先修条目
  1. 利用顶点式建立抛物线解析式
定理与条件 · 2

水面宽度关于 y 轴对称平分

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“那它是4米……相当于我这个y轴我把这完全平分了,这一边是2呗”。

  2. 图示
    观察依据

    图中水面线段 AB 被 y 轴垂直平分,顶点 C 位于 y 轴上。

命题
命题

在所建坐标系中,初始水面宽度 4m 被 y 轴平分,因此左右两侧的水平距离各为 2m。

前提
  1. 坐标系按图示建立

  2. 抛物线关于 y 轴对称

  3. AB 为水平水面线段

量词

对图中所示初始水面线段 AB 成立

初中水面拱桥题通常先求解析式

时间近似
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“只要是这种水面拱桥的问题,在初中阶段出现了,都是在考察先求解析式的事”。

待核验内容
  1. 这是教学概括,不是严格定理;“都是”属于经验性表述。

命题
命题

视频主张:初中阶段出现的水面拱桥类问题,通常都要先求抛物线解析式,再据此解决后续宽度问题。

前提
  1. 问题属于初中水面拱桥建模题

  2. 拱形可视为抛物线

量词

视频以概括性说法表述,未给出严格全称证明

推导与证明 · 5

从题设几何条件读取坐标信息

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师逐步解释“当拱顶离水面2米时”“水面的宽是4米”“y轴把这完全平分了,这一边是2”。

  2. 图示
    观察依据

    图中 C 在 y 轴上,AB 水平,且 y 轴穿过 AB 中点。

待核验内容
  1. A、B 的完整坐标在本片段中没有被明确板书出来,只推导出左右各为 2 的水平距离。

视觉说明
步骤
  1. 公式
    解释

    先确认图形对象:抛物线形拱桥的顶点为 C,初始水面为水平线段 AB。

    步骤依据

    题目文字与图示共同给出拱桥、水面和坐标系。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    由“拱顶离水面2m”可知顶点 C 到水面 AB 的竖直距离为 2。

    步骤依据

    直接读取题设条件。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    由“水面宽4m”可知线段 AB 的长度为 4。

    步骤依据

    直接读取题设条件。

    视频直接表达
  4. 公式
    解释

    由于 y 轴经过顶点且为抛物线对称轴,AB 被 y 轴平分,所以左右两侧水平距离各为 2。

    步骤依据

    利用抛物线关于对称轴对称以及图中 y 轴位置。

    依据视频推导
结论

本片段把文字条件转化为图形中的竖直距离 2 和水平半宽 2,为后续设点求解析式做准备。

由拱顶高度代入顶点式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“因为拱顶离水面两米……所以 C 的坐标就是 0,2,也就是我们的顶点”。

  2. 公式
    观察依据

    画面下方写出“∵ 拱顶2m ∴ C(0,2)C(0,2) ∴ y=ax^2+22+2”。

  3. 声音
    观察依据

    老师说“因为这个 h 和 k 就这个位置……它是顶点坐标公式”。

严格证明
步骤
  1. 公式
    Lety=a(x−h)2+k(a≠0)\text{Let} y=a(x-h)^2+k \quad (a\neq 0)
    解释

    先按老师建议设出顶点式,而不是直接设一般式。

    步骤依据

    视频中明确说明“解设抛物线的解析式为 y=a(x−h)2+k(a≠0)y=a(x-h)^2+k(a\ne 0)”。

    视频直接表达
  2. 公式
    the arch’s highest point be above the water surface2m,C(0,2)\text{the arch's highest point be above the water surface}2\text{m},\quad C(0,2)
    解释

    由题意和图形位置可知拱顶即抛物线顶点,且其坐标为 (0,2)。

    步骤依据

    题干给出“拱顶离水面2m”,图中顶点在 y 轴上,老师据此写出 C(0,2)C(0,2)。

    视频直接表达
  3. 公式
    h=0,k=2h=0,\quad k=2
    解释

    把顶点坐标 (0,2) 对应到顶点式中的 (h,k)。

    步骤依据

    顶点式 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k 中 (h,k) 就是顶点坐标,这是视频反复强调的对应关系。

    视频直接表达
  4. 公式
    y=a(x−0)2+2y=a(x-0)^2+2
    解释

    将 h=0h=0、k=2k=2 代回顶点式。

    步骤依据

    代数代入。

    视频直接表达
  5. 公式
    y=ax2+2y=ax^2+2
    解释

    化简得到只含一个未知系数 a 的表达式。

    步骤依据

    因为 (x-0)^2=x22=x^2。

    视频直接表达
结论

在本题所建坐标系下,抛物线解析式可先化为 y=ax^2+22+2,剩余未知量只有 a。

第一问:求拱桥所在抛物线解析式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书依次出现 y=ax^2+22+2、A(−2,0)A(-2,0)、0=4a+20=4a+2、a=−1/2a=-1/2、y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

  2. 声音
    观察依据

    老师逐步口述代入与计算过程。

严格证明
步骤
  1. 公式
    y=ax2+2y=ax^2+2
    解释

    由题图顶点 C(0,2)C(0,2) 可把抛物线设为顶点式并化简为 y=ax^2+22+2。

    步骤依据

    顶点式 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,其中 h=0h=0、k=2k=2。

    视频直接表达
  2. 公式
    A(−2,0)A(-2,0)
    解释

    选取图中已知在抛物线上的点 A 作为代入点。

    步骤依据

    点在函数图像上则其坐标满足函数解析式。

    视频直接表达
  3. 公式
    0=a(−2)2+20=a(-2)^2+2
    解释

    把 A(−2,0)A(-2,0) 代入 y=ax^2+22+2。

    步骤依据

    待定系数法。

    视频直接表达
  4. 公式
    0=4a+20=4a+2
    解释

    计算 (-2)^2=42=4。

    步骤依据

    幂运算。

    视频直接表达
  5. 公式
    a=−12a=-\frac12
    解释

    解一次方程 4a+2=04a+2=0。

    步骤依据

    移项并除以 4。

    视频直接表达
  6. 公式
    y=−12x2+2y=-\frac12x^2+2
    解释

    把求得的 a 回代,得到第一问答案。

    步骤依据

    将参数值代回原设解析式。

    视频直接表达
结论

拱桥所在抛物线的解析式为 y=−12x2+2y=-\frac12x^2+2。

第二问:水面下降1m后求水面宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书写出 -1=-1/2x^2+22+2、x2=6x^2=6、x=±√6,并在图中标出 ±√6。

  2. 声音
    观察依据

    老师说明“水位的纵坐标是不是应该是负一”,随后又强调“人家问的是水面的宽度”。

待核验内容
  1. 视频在 120 秒处截断,老师说到“整个这个水面的宽度是不是应该是根号”后未完整说完最终表达式;但画面已给出左右交点 ±√6,可据此补全为 2√6。

严格证明
步骤
  1. 公式
    y=−1y=-1
    解释

    原水面在 y=0y=0,下降 1m 后对应的新水面高度为 y=−1y=-1。

    步骤依据

    题目条件“水面下降1m”在坐标系中的转化。

    视频直接表达
  2. 公式
    −1=−12x2+2-1=-\frac12x^2+2
    解释

    把 y=−1y=-1 代入第一问求得的抛物线解析式。

    步骤依据

    新水面与抛物线的交点仍满足抛物线方程。

    视频直接表达
  3. 公式
    x2=6x^2=6
    解释

    解方程得到 x2x^2 的值。

    步骤依据

    由 -1=-\frac12x^2+22+2 移项并化简可得。

    视频直接表达
  4. 公式
    x=±6x=\pm\sqrt{6}
    解释

    得到左右两个交点的横坐标。

    步骤依据

    对 x2=6x^2=6 开平方。

    视频直接表达
  5. 公式
    6−(−6)=26\sqrt{6}-(-\sqrt{6})=2\sqrt{6}
    解释

    水面宽度是两交点之间的水平距离,而不是单个 x 值。

    步骤依据

    同一水平线上两点间距离等于横坐标之差的绝对值;本题利用对称性直接相减。

    依据视频推导
结论

当水面下降 1m 时,水面宽度为 26 m2\sqrt{6}\text{ m}。

第二问:水面下降1m后求水面宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面右侧完整展示 -1=-1/2x^2+22+2、x2=6x^2=6、x=±√6、√6×2=26\times 2=2√6。

  2. 声音
    观察依据

    老师逐步解释水面下降到 y=−1y=-1,再求 x,最后乘以2得到宽度。

严格证明
步骤
  1. 公式
    y=−1y=-1
    解释

    水面从原来的 x 轴位置下降1m,因此新水面对应纵坐标 y=−1y=-1。

    步骤依据

    依据题设“当水面下降1m时”和图中坐标系,初始水面在 y=0y=0。

    视频直接表达
  2. 公式
    −1=−12x2+2-1=-\frac{1}{2}x^2+2
    解释

    把 y=−1y=-1 代入已求得的抛物线解析式。

    步骤依据

    使用第一问得到的解析式 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

    视频直接表达
  3. 公式
    x2=6x^2=6
    解释

    移项并化简方程,得到 x 的平方值。

    步骤依据

    对 -1=-1/2x^2+22+2 作等价变形:两边减2得 -3=-1/2x^2,再乘以 -2 得 x2=6x^2=6。

    依据视频推导
  4. 公式
    x=±6x=\pm\sqrt{6}
    解释

    对方程 x2=6x^2=6 开方,得到左右两个交点的横坐标。

    步骤依据

    实数范围内 x2=6x^2=6 的解为 x=±√6。

    视频直接表达
  5. 公式
    262\sqrt{6}
    解释

    水面总宽度等于左右交点横坐标差的绝对值,即 2√6。

    步骤依据

    抛物线关于 y 轴对称,交点为 (-√6,-1) 与 (√6,-1),所以宽度为 √6-(-√6)=2√6。

    视频直接表达
结论

当水面下降1m时,水面宽度为 2√6 米。

例题详解 · 4

抛物线拱桥求解析式与水面宽度问题

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    题目显示“2. 图中是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,建立如图所示的平面直角坐标系:(1)求拱桥所在抛物线的解析式;(2)当水面下降1m时,则水面的宽度为多少?”

  2. 声音
    观察依据

    老师读题并说明第一问要求解析式,第二问要求水面宽度。

  3. 图示
    观察依据

    图中给出坐标系、抛物线、顶点 C 和水面交点 A、B。

待核验内容
  1. 本片段只完成审题和方法铺垫,没有解出第(1)问和第(2)问的最终答案。

题目

已知抛物线形拱桥,当拱顶离水面 2m 时,水面宽 4m,按图示建立平面直角坐标系。第(1)问求拱桥所在抛物线的解析式;第(2)问求当水面下降 1m 时水面的宽度。

已知条件
  1. 拱桥为抛物线形

  2. 拱顶离水面 2m

  3. 此时水面宽 4m

  4. 坐标系如图所示建立

  5. 第(2)问中水面再下降 1m

目标

先建立抛物线模型并求解析式,再据此求水面下降后的宽度。

步骤
  1. 公式
    解释

    先读题确认这是二次函数实际应用题,核心对象是抛物线拱桥。

    步骤依据

    题目文字明确写出“抛物线形拱桥”。

    视频直接表达
  2. 公式
    解释

    明确解题顺序:先做第(1)问求解析式,再处理第(2)问宽度。

    步骤依据

    老师说“第一问给了你一个基础,你能先求解析式,你再进而得到第二问的一个结论”。

    视频直接表达
  3. 公式
    解释

    观察图形,把“拱顶离水面2m”理解为顶点到水面的竖直距离,把“水面宽4m”理解为水平线段 AB 的长度。

    步骤依据

    题设文字与图示对应。

    视频直接表达
  4. 公式
    解释

    利用 y 轴为对称轴,把 4m 平分成左右各 2m,从而得到用于设点代数的水平距离。

    步骤依据

    图中 y 轴穿过顶点并平分水面线段,老师口头说明“这一边是2”。

    依据视频推导
  5. 公式
    y=ax2+bx+c(a≠0)y=ax^2+bx+c\quad(a\ne 0)
    解释

    在正式代入求解前,先回忆可用的一般式。

    步骤依据

    老师板书并口述二次函数一般式。

    视频直接表达
  6. 公式
    y=a(x−y=a(x-
    解释

    随后又提示可用顶点式,但本片段只写到开头。

    步骤依据

    老师板书“顶点式”并开始书写。

    视频直接表达
结果

本片段未给出最终解析式和最终水面宽度。

检验

视频未在本片段内完成验算或答案核对;老师仅提示会做的同学可翻到结尾核对答案。

抛物线形拱桥问题(片段内完成到设出 y=ax^2+22+2)

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    题干显示“(1) 求拱桥所在抛物线的解析式;(2) 当水面下降1m时,则水面的宽度为多少?”

  2. 声音
    观察依据

    老师说“那我这道题来说咱们就用顶点式来算啊,所以第一问我们的过程怎么写呢”。

  3. 公式
    观察依据

    画面下方写出“解:设 y=a(x−h)2+k(a≠0)y=a(x-h)^2+k(a\ne 0) ∵ 拱顶2m ∴ C(0,2)C(0,2) ∴ y=ax^2+22+2”。

待核验内容
  1. 本片段只完成第一问的前半部分,尚未求出 a 的具体值。

  2. 第二问“水面下降1m时的宽度”在本片段中没有展开计算。

题目

已知抛物线形拱桥,拱顶离水面 2m,水面宽 4m,按图示建立坐标系,求拱桥所在抛物线的解析式;并讨论水面下降 1m 后的水面宽度。

已知条件
  1. 拱桥为抛物线形

  2. 拱顶离水面 2m

  3. 水面宽 4m

  4. 坐标系如图所示,原点在水面中点,y 轴过拱顶

目标

先用合适形式设出抛物线解析式,并求出第一问所需的表达式结构。

步骤
  1. 公式
    Compare the standard form, vertex form, 且 factored form\text{Compare the standard form, vertex form, \text{且} factored form}
    解释

    老师先列出三种常见设法,再判断本题最适合哪一种。

    步骤依据

    视频明确说“这三个解析式设哪个,对于我们这道题来说很关键”。

    视频直接表达
  2. 公式
    Given the vertex⇒Prefer using the vertex form\text{Given the vertex} \Rightarrow \text{Prefer using the vertex form}
    解释

    因为图中能直接看到拱顶即顶点,所以选顶点式。

    步骤依据

    老师说“只要你知道了顶点……优先设这个顶点式,我们也不要设一般式”。

    视频直接表达
  3. 公式
    Lety=a(x−h)2+k(a≠0)\text{Let} y=a(x-h)^2+k \quad (a\neq 0)
    解释

    写出标准解题开头,先设解析式。

    步骤依据

    画面和音频都给出这一设法。

    视频直接表达
  4. 公式
    C(0,2)C(0,2)
    解释

    由拱顶离水面 2m 且顶点在 y 轴上,确定顶点坐标。

    步骤依据

    题干条件与图示坐标系共同给出。

    视频直接表达
  5. 公式
    y=ax2+2y=ax^2+2
    解释

    把顶点坐标代入顶点式并化简。

    步骤依据

    h=0h=0、k=2k=2 代入 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k。

    视频直接表达
结果

片段内得到的结果是:抛物线可设为 y=ax^2+22+2,尚待继续利用其他已知点求 a。

检验

视频在结尾指出“这个里边是不是只有一个未知数”,说明此时解析式只剩系数 a 待定,后续可用已知点继续求解。

抛物线形拱桥求解析式与水面宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    题面文字:“图中是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,建立如图所示的平面直角坐标系:(1) 求拱桥所在抛物线的解析式;(2) 当水面下降1m时,则水面的宽度为多少?”

  2. 图示
    观察依据

    左侧示意图画出坐标系、拱桥抛物线、顶点 C(0,2)C(0,2)、左右点 A、B,以及水面宽度 4m。

待核验内容
  1. 片段末尾音频被截断,最终口头结论未完整说完;但板书和图形信息足以确定答案。

题目

已知抛物线形拱桥,拱顶离水面 2m 时水面宽 4m。建立如图坐标系后,(1) 求拱桥所在抛物线的解析式;(2) 当水面下降 1m 时,求水面宽度。

已知条件
  1. 拱桥截面为抛物线

  2. 拱顶为 C(0,2)C(0,2)

  3. 初始水面在 x 轴上,即 y=0y=0

  4. 初始水面宽 4m,因此左右交点为 A(−2,0)A(-2,0)、B(2,0)B(2,0)

  5. 第二问中水面下降 1m

目标

先求抛物线解析式,再求 y=−1y=-1 时对应的水面宽度。

步骤
  1. 公式
    y=ax2+2y=ax^2+2
    解释

    由顶点 C(0,2)C(0,2) 设抛物线为 y=ax^2+22+2。

    步骤依据

    顶点式 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,其中 h=0h=0,k=2k=2。

    视频直接表达
  2. 公式
    0=a(−2)2+20=a(-2)^2+2
    解释

    把已知点 A(−2,0)A(-2,0) 代入解析式。

    步骤依据

    点在抛物线上则坐标满足方程。

    视频直接表达
  3. 公式
    a=−12a=-\frac12
    解释

    解得二次项系数。

    步骤依据

    由 0=4a+20=4a+2 解一元一次方程。

    视频直接表达
  4. 公式
    y=−12x2+2y=-\frac12x^2+2
    解释

    得到第一问答案。

    步骤依据

    将 a 回代。

    视频直接表达
  5. 公式
    −1=−12x2+2-1=-\frac12x^2+2
    解释

    第二问把“水面下降1m”转化为 y=−1y=-1,再代入解析式。

    步骤依据

    新水面高度对应函数值 y=−1y=-1。

    视频直接表达
  6. 公式
    x=±6x=\pm\sqrt{6}
    解释

    求出左右交点横坐标。

    步骤依据

    由 x2=6x^2=6 开方。

    视频直接表达
  7. 公式
    262\sqrt{6}
    解释

    最后取两交点间水平距离作为水面宽度。

    步骤依据

    宽度=右交点横坐标-左交点横坐标。

    依据视频推导
结果

(1)y 等于负二分之一 x 的平方加二;(2)二倍根号六米。

检验

把 x=±2x=\pm 2 代入 y=−12x2+2y=-\frac12x^2+2 得 y=0y=0,符合初始水面宽 4m;把 x=±√6 代入得 y=−1y=-1,符合水面下降 1m 的新高度。

抛物线形拱桥求解析式与水面宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    画面顶部题目文字:“图中是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,建立如图所示的平面直角坐标系。”

  2. 公式
    观察依据

    画面中写出 (1) 求拱桥所在抛物线的解析式;(2) 当水面下降1m时,则水面的宽度为多少?

  3. 图示
    观察依据

    左侧图标注 C(0,2)C(0,2)、A(−2,0)A(-2,0)、B(2,0)B(2,0),并画出下降后的紫色水面线。

题目

已知抛物线形拱桥,拱顶离水面2m时水面宽4m,建立如图所示平面直角坐标系。求:(1) 拱桥所在抛物线的解析式;(2) 当水面下降1m时,水面宽度是多少?

已知条件
  1. 拱桥为抛物线形

  2. 拱顶离初始水面2m

  3. 初始水面宽4m

  4. 坐标系如图所示,顶点在 y 轴上,初始水面在 x 轴上

  5. 点 C(0,2)C(0,2),点 A(−2,0)A(-2,0),点 B(2,0)B(2,0)

目标

先求抛物线解析式,再求水面下降1m后的水面宽度。

步骤
  1. 公式
    y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k
    解释

    因为已知顶点,先设顶点式。

    步骤依据

    顶点式适合由顶点和一个额外点确定二次函数。

    视频直接表达
  2. 公式
    y=ax2+2y=ax^2+2
    解释

    由顶点 C(0,2)C(0,2) 得 h=0h=0、k=2k=2,所以解析式化为 y=ax^2+22+2。

    步骤依据

    把 (h,k)=(0,2) 代入 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k。

    视频直接表达
  3. 公式
    0=a(−2)2+20=a(-2)^2+2
    解释

    把点 A(−2,0)A(-2,0) 代入解析式求 a。

    步骤依据

    点 A 在抛物线上,满足函数关系。

    视频直接表达
  4. 公式
    a=−12a=-\frac{1}{2}
    解释

    解得 a=−1/2a=-1/2。

    步骤依据

    由 4a+2=04a+2=0 得 a=−1/2a=-1/2。

    视频直接表达
  5. 公式
    y=−12x2+2y=-\frac{1}{2}x^2+2
    解释

    得到第一问答案,即拱桥所在抛物线解析式。

    步骤依据

    把 a=−1/2a=-1/2 代回 y=ax^2+22+2。

    视频直接表达
  6. 公式
    −1=−12x2+2-1=-\frac{1}{2}x^2+2
    解释

    第二问中水面下降1m,对应 y=−1y=-1,代入解析式。

    步骤依据

    初始水面在 y=0y=0,下降1m后为 y=−1y=-1。

    视频直接表达
  7. 公式
    x=±6x=\pm\sqrt{6}
    解释

    解方程得到新水面与抛物线交点的横坐标。

    步骤依据

    由 -1=-1/2x^2+22+2 化简得 x2=6x^2=6。

    视频直接表达
  8. 公式
    26meters2\sqrt{6}\text{meters}
    解释

    利用对称性,水面总宽度为 2√6 米。

    步骤依据

    左右交点横坐标分别为 -√6 和 √6,距离为 2√6。

    视频直接表达
结果

(1) y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2;(2) 2√6 米。

检验

把 x=±√6 代入 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2,得 y=−1/2⋅6+2=−3+2=−1y=-1/2\cdot 6+2=-3+2=-1,与“水面下降1m”对应;再由对称性得宽度 2√6,和画面右侧计算一致。

图示与动画 · 8

电子白板上的题目与图形持续展示

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    整段画面基本保持同一张电子白板:上方是题目文字,左下是坐标系中的抛物线拱桥图,右侧有“点个关注,做你的家庭教师”。

  2. 动画
    观察依据

    红色手写批注逐步出现在题目和图上。

图中对象
  1. 题目文字

  2. 平面直角坐标系

  3. 抛物线拱桥

  4. 点 A、B、C

  5. 红色手写批注

变化过程
  1. 约 00:19 起,“解析式”被红笔圈出或划线强调

  2. 约 00:23 起,第(2)问中的“水面的宽度”被红线标出

  3. 约 00:30 起,第(1)问前出现红色勾号

  4. 约 00:44 起,“解析式”再次被红圈圈出

  5. 约 01:03 起,图中拱顶到水面的竖直距离旁补写“2”

  6. 约 01:13 起,水面宽度旁补写“4”

  7. 约 01:18 起,左右半宽处补写“2”

  8. 约 01:43 起,右侧开始写“一般式:y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)”

  9. 约 01:52 起,下方开始写“顶点式:y=ay=a(x-”

不变量
  1. 题目主体文字不变

  2. 坐标系和抛物线主图不变

  3. 拱顶在 y 轴上、水面 AB 水平的几何关系不变

数学含义

视觉变化体现老师的讲解重点从审题、标注已知长度,过渡到回忆二次函数解析式的两种常用形式。

把题设长度标注到拱桥示意图上

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    老师在原图上用红笔把“2m”“4m”“半边2m”对应到拱顶到水面、水面全长和左右半宽。

图中对象
  1. 抛物线拱桥

  2. 水面线段 AB

  3. 顶点 C

  4. 红色数字 2、4、2

变化过程
  1. 先在顶点到水面之间强调竖直距离 2

  2. 再把水面整段长度标为 4

  3. 最后把左右半宽各标为 2

不变量
  1. 抛物线开口向下

  2. y 轴为对称轴

  3. AB 为水平线段

数学含义

这一视觉过程把文字条件转译成坐标图中的几何量,说明后续可以通过对称性确定点的横坐标绝对值为 2。

板书结构:从三种形式过渡到顶点式求解

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    左侧是拱桥示意图和坐标系,右侧上方是三种解析式,右侧下方逐步写出第一问解答。

  2. 动画
    观察依据

    红色手写笔迹依次补全“交点式:y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)”以及“解:设 y=a(x−h)2+k(a≠0)y=a(x-h)^2+k(a\ne 0) ∵ 拱顶2m ∴ C(0,2)C(0,2) ∴ y=ax^2+22+2”。

图中对象
  1. 拱桥抛物线图

  2. 坐标系 x 轴、y 轴、原点 O

  3. 点 A、B、C

  4. 一般式、顶点式、交点式

  5. 第一问解答过程

变化过程
  1. 先补全交点式公式

  2. 再在图上圈出 A、B、C 等关键点

  3. 最后把顶点式代入题中数据,得到 y=ax^2+22+2

不变量
  1. 抛物线开口向下

  2. 顶点在 y 轴上

  3. 水面关于 y 轴对称

数学含义

画面通过并列三种形式,再在图上标出已知点,直观说明“根据已知条件选择解析式形式”的解题策略。

在图中标注顶点和交点

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 动画
    观察依据

    老师在图上圈出顶点 C,又圈出与 x 轴的交点 A、B。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“这个顶点是我们这个拱桥的最顶部”“我这个 A 点和 B 点是不是刚才你已经求出来了”。

图中对象
  1. 顶点 C

  2. 交点 A

  3. 交点 B

  4. x 轴

变化过程
  1. 顶点被强调为可直接读出的信息

  2. 两个 x 轴交点被强调为已知信息

不变量
  1. 抛物线仍为同一条开口向下的曲线

  2. A、B 仍在 x 轴上

数学含义

这一标注过程把几何条件转成代数条件:顶点给出 (h,k),交点给出 x1x_1、x2x_2,从而解释为何顶点式和交点式都可行。

白板上分步书写两问解答

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    整段画面为白板式讲义:上方是题面,左下是拱桥示意图,右侧是红蓝手写推导区。

  2. 动画
    观察依据

    随着讲解推进,右侧不断新增蓝色手写步骤,如 A(−2,0)A(-2,0)、0=4a+20=4a+2、a=−1/2a=-1/2、y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2、-1=-1/2x^2+22+2、x2=6x^2=6、x=±√6。

图中对象
  1. 题面文字

  2. 拱桥示意图

  3. 坐标系

  4. 抛物线

  5. 点 A、B、C

  6. 右侧手写推导区

变化过程
  1. 第一问先在右侧写出设 y=ax^2+22+2

  2. 随后补上代入 A(−2,0)A(-2,0) 的计算并写出最终解析式

  3. 第二问在右侧另起一列写出 -1=-1/2x^2+22+2、x2=6x^2=6、x=±√6

  4. 最后在示意图下方把左右交点标为 -√6 与 √6

不变量
  1. 题图和题面始终可见

  2. 抛物线形状与坐标系设置不变

  3. 第一问结果 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2 在第二问中持续作为已知条件使用

数学含义

画面通过“左边几何情境、右边代数推导”的同步呈现,把实际问题中的高度和宽度转化为坐标系中的 y 值和 x 值。

水面下降在图中的几何含义

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“下降一米是不是现在这个水面就要跑这儿来了”。“

  2. 图示
    观察依据

    原水面在 x 轴,讲解后在图中强调新水面对应 y=−1y=-1,并把左右交点标为 ±√6。

图中对象
  1. 原水面 y=0y=0

  2. 新水面 y=−1y=-1

  3. 抛物线

  4. 左右交点

变化过程
  1. 水面从 x 轴下移到 y=−1y=-1 的水平线

  2. 与抛物线的交点从 A、B 变为横坐标 ±√6 的两点

  3. 图中用红色标注突出新交点位置

不变量
  1. 抛物线本身不变

  2. 坐标系原点与顶点 C(0,2)C(0,2) 不变

数学含义

“水面下降1m”在图中表现为一条更低的水平截线,题目要求的是这条截线被抛物线截得的线段长度。

白板式分栏讲解页面

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    画面左侧是拱桥示意图与坐标系,中部是第(1)问推导,右侧是第(2)问计算。

  2. 字幕依据
    观察依据

    顶部标题为“小鹿老师课堂”,并有提示“视频结尾有练习题,举一反三看自己是否会做了”。

图中对象
  1. 拱桥示意图

  2. 平面直角坐标系

  3. 顶点 C(0,2)C(0,2)

  4. 交点 A(−2,0)A(-2,0)、B(2,0)B(2,0)

  5. 紫色下降水面线

  6. 第(1)问推导区

  7. 第(2)问计算区

变化过程
  1. 讲解重点从左侧图形与第(1)问解析式,转到右侧第(2)问代入 y=−1y=-1 的计算

  2. 右侧逐步补全 x2=6x^2=6、x=±√6、√6×2=26\times 2=2√6

不变量
  1. 坐标系设置不变

  2. 抛物线形状与顶点位置不变

  3. 题目条件“拱顶离水面2m、水面宽4m”不变

数学含义

画面通过分栏同时呈现建模、解析式求解和第二问代入计算,便于把几何条件与代数方程对应起来。

紫色水平线表示下降后的水面

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    左侧图中出现紫色水平线,位于 x 轴下方。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“你这个水面到了紫色的这个线……你这个y得负1了”。

图中对象
  1. 紫色水平线

  2. x 轴

  3. 抛物线

  4. y 轴

变化过程
  1. 水面位置从 x 轴下移到紫色水平线

  2. 对应纵坐标从 y=0y=0 变为 y=−1y=-1

不变量
  1. 抛物线本身不变

  2. 坐标系原点与轴向不变

数学含义

紫色线把“水面下降1m”这一直观条件转化为代数条件 y=−1y=-1,是第二问求宽的入口。

易错点 · 6

误以为可直接求水面宽度而不先求解析式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“填空题有的是他不问我们解析式,直接让我们去求第二问水面的宽度……只要是这种水面拱桥的问题,在初中阶段出现了,都是在考察先求解析式的事”。

误区

看到题目只问水面宽度时,误以为可以跳过抛物线解析式,直接凭图形猜宽度。

说明

视频强调这类题即使表面只问宽度,本质上仍要先建立并求出抛物线解析式,再代入新水面高度求宽度。

误以为求解析式都应先设一般式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“只要你知道了顶点……你优先设这个顶点式,我们也不要设一般式”。

误区

很多学生一见二次函数就默认设 y=ax^2+bx+c。

说明

视频强调应先观察题目给出的几何信息;若已知顶点,设顶点式更直接,可减少未知数个数。

忽略交点式的适用条件

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“什么时候用交点式,就是你看它这个题当中正好这个抛物线与 x 轴那两个交点都是已知的”。

误区

学生容易只记得一般式和顶点式,忘记当两个 x 轴交点已知时还可直接用交点式。

说明

本题中 A、B 已知,所以交点式同样可用;老师只是基于顶点更直观而选择顶点式。

误把交点横坐标当作水面宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师明确提醒“这块同学们别大意啊,你这个x求出来之后,人家问的是水面的宽度”。“

  2. 公式
    观察依据

    板书先得到 x=±√6,随后才在图中把左右两侧分别标出,暗示宽度需由两个交点共同决定。

误区

求出 x=±√6 后,直接把 √6 当成最终答案。

说明

x=±√6 只是左右两个交点的横坐标;水面宽度应是两交点之间的水平距离,即 √6-(-√6)=2√6。

忘记给最终结果加单位

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“因为它这个有答有那个单位啊,咱们得把单位加上”。

  2. 公式
    观察依据

    画面右侧最终写出 2√6,口头答案补充为“2倍的根号六米”。

误区

求出 2√6 后就结束,不写“米”。

说明

本题是实际应用题,水面宽度是长度量,最终答案应写成 2√6 米。

把单个横坐标误当成水面总宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师强调“你这x是不是你的水面宽应该是二倍的x”。

  2. 公式
    观察依据

    画面先求 x=±√6,再写 √6×2=26\times 2=2√6。

误区

认为 x=√6 就是水面宽度。

说明

√6 只是右半边到 y 轴的距离,水面总宽度应为左右两半之和,即 2√6。

概念关系 · 13

拱桥问题的坐标系建模 → 二次函数一般式

依据清楚
依据视频推导
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师先读题并分析图中 2m、4m、半边 2m,随后说“你如果想要去求这个解析式,我们在脑海中需要浮现的是两块”,接着写一般式和顶点式。

  2. 图示
    观察依据

    图形标注完成后才转入公式板书。

先修
解释

先把实际拱桥条件转化为坐标系中的几何信息,才能进一步选择二次函数形式求解析式。

二次函数一般式 → 二次函数顶点式引入

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书先后列出“一般式:y=ax^2+bx+c(a≠0)c(a\ne 0)”和“顶点式:y=ay=a(x-”。

  2. 声音
    观察依据

    老师说求解析式时脑海中要浮现两种常见形式。

待核验内容
  1. 顶点式未写完整,视频本片段没有比较二者优劣的完整展开。

对比
解释

视频把一般式与顶点式并列为求二次函数解析式的两种常用入口,提示学生根据已知条件选择合适形式。

先求解析式再求宽度的解题顺序 → 抛物线拱桥求解析式与水面宽度问题

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“第一问给了你一个基础,你能先求解析式,你再进而得到第二问的一个结论”。

  2. 字幕依据
    观察依据

    题目第(1)问求解析式,第(2)问求水面下降后的宽度。

应用
解释

视频说明第(1)问得到的解析式是解决第(2)问水面宽度问题的基础。

二次函数的顶点式 → 拱桥问题的建模背景

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“只要你知道了顶点……优先设这个顶点式”。

  2. 公式
    观察依据

    随后把 C(0,2)C(0,2) 代入得到 y=ax^2+22+2。

应用
解释

顶点式被直接应用于拱桥问题,因为题图和题意立刻给出顶点坐标。

二次函数的交点式 → 拱桥问题的建模背景

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“那两个交点都是已知的……所以这个交点式其实你是也可以用的”。

应用
解释

由于 A、B 两点已知,交点式也适用于本题,只是老师最终没有选它。

根据已知条件选择二次函数解析式形式 → 二次函数的一般式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面并列展示一般式、顶点式、交点式。

  2. 声音
    观察依据

    老师说“这三个解析式设哪个,对于我们这道题来说很关键”。

证明依赖
解释

选择解析式形式的判断依赖于先认识三种常见表达形式及其适用条件。

二次函数的顶点式 → 二次函数的一般式

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“优先设这个顶点式,我们也不要设一般式”。

对比
解释

视频把顶点式与一般式作对比,强调在已知顶点时顶点式更高效。

利用顶点式建立抛物线解析式 → 待定系数法求二次项系数

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    先写 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k,再具体为 y=ax^2+22+2,之后代入 A(−2,0)A(-2,0) 求 a。

先修
解释

只有先把抛物线设成含单一参数的顶点式,才能用“一个已知点定一个未知数”的待定系数法快速求解析式。

利用顶点式建立抛物线解析式 → 把水面下降转化为函数值条件

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“然后我们第一问做对了啊,你才能把第二问做对,因为它是挨着的”。“

  2. 公式
    观察依据

    第二问直接代入的是第一问得到的 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

证明依赖
解释

第二问的求解完全依赖第一问得到的解析式;若第一问错误,后续代入 y=−1y=-1 求宽度也会错误。

把水面下降转化为函数值条件 → 由两个交点横坐标求水面宽度

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    先由 -1=-1/2x^2+22+2 得 x=±√6,再把左右交点距离写成宽度。

应用
解释

把 y=−1y=-1 代入函数得到的是交点横坐标,随后这些横坐标被应用于计算水面宽度。

拱桥问题的坐标系建模 → 顶点式求二次函数解析式

依据清楚
依据视频推导
来源依据
  1. 图示
    观察依据

    左侧图先给出拱桥与坐标系。

  2. 公式
    观察依据

    中部随后写出 y=a(x−h)2+ky=a(x-h)^2+k 并化为 y=ax^2+22+2。

先修
解释

先把拱桥条件翻译成坐标点 C(0,2)C(0,2)、A(−2,0)A(-2,0),才能使用顶点式设出 y=ax^2+22+2。

代入已知点求参数 a → 水面下降对应纵坐标变化

依据清楚
依据视频推导
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    画面先得到 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2,再在右侧代入 y=−1y=-1。

先修
解释

第二问必须建立在第一问已求出抛物线解析式的基础上,才能把 y=−1y=-1 代入求交点。

问题定位 · 16

为什么水面拱桥题即使只问水面宽度,也要先求抛物线解析式?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师解释这类水面拱桥题即使填空只问宽度,也通常要先求解析式。

涉及知识点
  1. 先求解析式再求宽度的解题顺序
  2. 抛物线拱桥求解析式与水面宽度问题

题目里的“拱顶离水面2m”和“水面宽4m”在坐标系图中分别对应什么?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师把“拱顶离水面2m”和“水面宽4m”对应到图中竖直距离和水平宽度。

  2. 图示
    观察依据

    图中补写 2、4、2。

涉及知识点
  1. 拱桥问题的坐标系建模
  2. 从题设几何条件读取坐标信息
  3. 把题设长度标注到拱桥示意图上

为什么水面宽 4m 时,左右两边各是 2m?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说 y 轴把水面完全平分,一边是 2。

  2. 图示
    观察依据

    y 轴经过顶点并平分水面线段 AB。

涉及知识点
  1. 水面宽度关于 y 轴对称平分
  2. 从题设几何条件读取坐标信息

求抛物线解析式时,视频提示了哪两种二次函数形式?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书列出一般式和顶点式开头。

  2. 声音
    观察依据

    老师说求解析式时要想到这两块。

待核验内容
  1. 顶点式在本片段未写完整。

涉及知识点
  1. 二次函数一般式
  2. 二次函数顶点式引入

为什么求抛物线解析式时知道顶点要优先设顶点式?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“只要你知道了顶点……优先设这个顶点式”。

涉及知识点
  1. 二次函数的顶点式
  2. 根据已知条件选择二次函数解析式形式

二次函数什么时候适合用交点式 y=a(x−x1)(x−x2)y=a(x-x_1)(x-x_2)?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“什么时候用交点式……那两个交点都是已知的”。

涉及知识点
  1. 二次函数的交点式
  2. 根据已知条件选择二次函数解析式形式

抛物线形拱桥问题如何根据图建立坐标系并读出顶点坐标?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 字幕依据
    观察依据

    题干给出拱顶离水面 2m、水面宽 4m,并配图建立坐标系。

涉及知识点
  1. 拱桥问题的建模背景
  2. 二次函数的顶点式

为什么代入顶点后 y=ax^2+22+2 只剩下一个未知数 a?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“这个里边是不是只有一个未知数”。

涉及知识点
  1. 二次函数的顶点式
  2. 由拱顶高度代入顶点式

已知拱顶坐标和水面宽度,怎样建立抛物线解析式?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 公式
    观察依据

    板书展示由 C(0,2)C(0,2) 设 y=ax^2+22+2,再代入 A(−2,0)A(-2,0) 求 a。

涉及知识点
  1. 利用顶点式建立抛物线解析式
  2. 待定系数法求二次项系数

为什么顶点式确定后只需要再知道一个点就能求抛物线?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“那只有一个未知数,只要你知道一个已知点在我们的抛物线上,那么这道题就迎刃而解了。”

涉及知识点
  1. 利用顶点式建立抛物线解析式
  2. 待定系数法求二次项系数

“水面下降1m”在坐标系里应转化成什么条件?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师说“水位的纵坐标是不是应该是负一”。“

涉及知识点
  1. 把水面下降转化为函数值条件

求出 x=±√6 后,为什么不能直接把 √6 作为水面宽度?

依据清楚
视频直接表达
来源依据
  1. 声音
    观察依据

    老师提醒“人家问的是水面的宽度”。“

涉及知识点
  1. 由两个交点横坐标求水面宽度
  2. 误把交点横坐标当作水面宽度
覆盖情况与待核验内容

已覆盖 · 开场问候并引出这是人教版初三上册二次函数拱桥问题,画面展示完整题目与图形。

已覆盖 · 老师说明此类题通常要先求解析式,再求水面宽度,并强调即使填空只问宽度也考查这一思路。

已覆盖 · 逐句读题,把拱顶离水面2m、水面宽4m标注到图中,并利用对称性得到左右半宽各为2。

已覆盖 · 进入求解析式的方法准备,板书二次函数一般式,并开始写顶点式,但顶点式在片段结束时未写完。

已覆盖 · 老师补全交点式,并把三种解析式并列说明。

已覆盖 · 结合拱桥图说明何时用顶点式、何时用交点式,并圈出 A、B、C。

已覆盖 · 开始书写第一问解答,设顶点式并代入 C(0,2)C(0,2),得到 y=ax^2+22+2。

已覆盖 · 讲解第一问:由顶点 C(0,2)C(0,2) 设 y=ax^2+22+2,再代入 A(−2,0)A(-2,0) 求 a,得到 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2。

已覆盖 · 过渡到第二问,说明必须先做对第一问,并把“水面下降1m”解释为新水面对应 y=−1y=-1。

已覆盖 · 代入 y=−1y=-1 解得 x=±√6,并强调水面宽度是两交点间距离,应为 2√6;片段末尾音频截断,但板书与图形足以确认结论。

已覆盖 · 讲解抛物线拱桥例题:先由图和条件建立坐标系并求解析式 y=−1/2x2+2y=-1/2x^2+2,再把水面下降1m转化为 y=−1y=-1,解出 x=±√6,最后利用对称性得到水面宽度 2√6 米,并提醒加单位。

已覆盖 · 画面切换到练习题页,展示另一道抛物线拱桥应用题,老师口头布置学生课后完成两问并写在评论区;本片段内未展开该练习题的求解过程。

已覆盖 · 片尾出现头像与“评论 点赞 关注”提示,无新的数学内容。

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