题目
一枚炮弹发射后,经过26s落到地面击中目标,炮弹的射高为845m,且炮弹距地面的高度h(单位:m)与时间t(单位:s)的关系为h=130t-5t2.①求①所表示的函数的定义域与值域,并用函数的定义描述
一枚炮弹发射后,经过26s落到地面击中目标,炮弹的射高为845m,且炮弹距地面的高度h(单位:m)与时间t(单位:s)的关系为h=130t-5t2.①求①所表示的函数的定义域与值域,并用函数的定义描述
题目解答
答案
解:函数的定义域为[0,26],
h=130t-5t2=-5(t2-26t)=-5(t-13)2+845,
则当t=13时,函数取得最大值845m,
即函数的值域为[0,845].
h=130t-5t2=-5(t2-26t)=-5(t-13)2+845,
则当t=13时,函数取得最大值845m,
即函数的值域为[0,845].
解析
考查要点:本题主要考查二次函数在实际问题中的定义域和值域的求解,以及通过配方法求二次函数的最大值。
解题核心思路:
- 定义域:根据实际问题中时间的物理意义确定,炮弹从发射(t=0)到落地(t=26s),因此定义域为闭区间。
- 值域:通过将二次函数配方,找到顶点(最高点)的纵坐标,结合初始和落地时的高度(均为0),确定值域。
破题关键点:
- 物理意义约束:时间t不能为负,且不超过飞行总时间26秒。
- 二次函数顶点公式:通过配方或顶点公式求出最大高度,确定值域的上限。
定义域的确定
炮弹从发射到落地的时间范围是0秒到26秒,因此定义域为:
$t \in [0, 26]$
值域的确定
将函数 $h = 130t - 5t^2$ 配方:
$\begin{aligned}h &= -5t^2 + 130t \\&= -5(t^2 - 26t) \\&= -5\left[(t - 13)^2 - 169\right] \quad \text{(补全平方)} \\&= -5(t - 13)^2 + 845\end{aligned}$
- 顶点坐标:当 $t = 13$ 时,函数取得最大值 $h = 845$ 米。
- 边界值:当 $t = 0$ 或 $t = 26$ 时,$h = 0$ 米。
因此,值域为:
$h \in [0, 845]$