有一座抛物线形拱桥,正常水位时桥下水面宽度为20m,拱顶距离水面4m.
(1)在如图所示的直角坐标系中,求出该抛物线的解析式;
(2)设正常水位时桥下的水深为2m,为保证过往船只顺利航行,桥下水面的宽度不得小于18m,求水深超过多少米时就会影响过往船只在桥下的顺利航行.

解析

根据抛物线形拱桥的几何特性,正常水位时桥下水深为2米,水面宽度为18米。当水深增加至影响航行时,需满足以下条件:

‌建立坐标系‌:以拱顶为原点,对称轴为y轴建立直角坐标系;

‌确定抛物线方程‌:根据已知点(10, -4)代入方程 y=1/25x的平方

计算临界水深‌:当水面宽度为18米时,对应横坐标为9米,代入方程得水深为-3.24米(即拱顶距离水面3.24米);

‌叠加原水深‌:原水深2米,故总水深需超过 4+2-3.24=2.76,但计算结果为负值,实际应取绝对值,即水深超过 ‌2.76米‌ 即会影响航行