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3 . 【发现问题】
“速叠杯”是深受学生喜爱的一项运动,杯子的叠放方式如图1所示:每层都是杯口朝下排成一行,自下向上逐层递减一个杯子,直至顶层只有一个杯子.爱思考的小丽发现叠放所需杯子的总数随着第一层(最底层)杯子的个数变化而变化.
【提出问题】
叠放所需杯子的总数y与第一层杯子的个数x之间有怎样的函数关系?
【分析问题】
小丽结合实际操作和计算得到下表所示的数据:
第一层杯子的个数 | ||||||
杯子的总数 |
然后在平面直角坐标系中,描出上面表格中各对数值所对应的点,得到图2,小丽根据图2中点的分布情况,猜想其图象是二次函数图象的一部分;为了验证自己的猜想,小丽从“形”的角度出发,将要计算总数的杯子用黑色圆表示(如图3),再借助“补”的思想,补充相同数量的白色圆,使每层圆的数量相同,进而求出与的关系式.
【解决问题】
(1)直接写出与的关系式;
(2)现有个杯子,按【发现问题】中的方式叠放,求第一层杯子的个数;
(3)杯子的侧面展开图如图4所示,,分别为上、下底面圆的半径,所对的圆心角,.将这样足够数量的杯子按【发现问题】中的方式叠放,但受桌面长度限制,第一层摆放杯子的总长度不超过,求杯子叠放达到的最大高度和此时杯子的总数.(提示:杯子下底面圆周长与AB的长度相等)
探究:如图①,液面刚好过棱,并与棱交于点Q,此时液体的三视图及尺寸如图②所示,那么图①中,液体形状为______(填几何体的名称);
利用图②中数据,计算出图①中液体的体积为多少?(提示:V=底面积×高)
拓展:在图①的基础上,以棱为轴将容器向左或向右旋转,但不能使液体溢出.若从正面看,液面与棱或交于点P,点Q始终在棱上,设,则的长度为______(用含x的代数式表示).
问题:如何将物品搬过直角过道?
情境:如图1是一直角过道示意图,、为直角顶点,过道宽度都是.矩形是某物品经过该过道时的俯视图,宽为.
步骤 | 动作 | 目标 |
1 | 靠边 | 将如图1中矩形的一边靠在上 |
2 | 推移 | 矩形沿方向推移一定距离,使点在边上 |
3 | 旋转 | 如图2,将矩形绕点旋转 |
4 | 推移 | 将矩形沿方向继续推移 |
探究:
(1)如图2,已知,.小明求得后,说:“,该物品能顺利通过直角过道”.你赞同小明的结论吗?请通过计算说明.
(2)如图3,物品转弯时被卡住(、分别在墙面与上),若,求的长.
(3)请直接写出过道可以通过的物品最大长度,即求的最大值 .(结果保留根号)
(1)图2中正方形为图1中正方形关于直线的轴对称图形,求点D和点U的连结线段的长度;
(2)将图1中的正方形绕点O旋转,如图3所示,求运动过程中点D和点G之间距离的最大值和最小值.
如图1,和都是等边三角形,边和在同一直线上,是边的中点,,连接,则下列结论正确的是__________.(填序号即可)
①;②;③;④整个图形是轴对称图形.
●数学思考
将图1中的绕着点旋转,不动,连接和,如图2,则和具有怎样的数量和位置关系?请给出证明过程;
●拓展应用
已知,,在图1中的绕着点旋转的过程中,当时,求线段的长度.