求满足不等式 5x−3<2x(5−x)5x - 3 < 2x(5 - x) 的 xx 的取值范围。 如图所示,一座长为 100 米的水平桥梁由两侧的两根立柱支撑,一根电缆悬挂在 AA 点和 BB 点之间。每根立柱都是垂直的,高度为 40 米。电缆的最低点 CC 距离桥面 10 米。原点 OO 位于 AA 点的正下方,即立柱底部与桥面交接处。
可以使用二次函数来对电缆进行建模。求该二次方程。

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完整解法

7(a)

1. Expand the right hand side and rearrange the inequality into standard quadratic form.

5x−3<10x−2x25x - 3 < 10x - 2x^2
2x2+5x−10x−3<02x^2 + 5x - 10x - 3 < 0
2x2−5x−3<02x^2 - 5x - 3 < 0

2. Factorise the quadratic expression to find the critical values.

(2x+1)(x−3)<0(2x + 1)(x - 3) < 0

3. Determine the range of values for $x$ that satisfy the inequality.

The critical values are x=−12x = -\frac{1}{2} and x=3x = 3.
Since the quadratic curve y=2x2−5x−3y = 2x^2 - 5x - 3 opens upwards, the expression is negative between the roots.
−12<x<3-\frac{1}{2} < x < 3

答案

−12<x<3-\frac{1}{2} < x < 3

7(b)

1. Identify the coordinates of the vertex and the y-intercept from the given information

The origin OO is (0,0)(0,0). Point AA is at (0,40)(0, 40).
By symmetry, the lowest point CC (the vertex) is exactly halfway between the two pillars. The bridge is 100 m100\text{ m} long, so the xx-coordinate of CC is 5050.
The height of CC is 10 m10\text{ m}, so the vertex is (50,10)(50, 10).

2. Set up the quadratic equation using the vertex form and substitute the y-intercept to find the unknown constant

Let the equation be y=a(x−h)2+ky = a(x - h)^2 + k.
Substituting the vertex (50,10)(50, 10):
y=a(x−50)2+10y = a(x - 50)^2 + 10
Substitute the point A(0,40)A(0, 40) into the equation:
40=a(0−50)2+1040 = a(0 - 50)^2 + 10
30=2500a30 = 2500a
a=302500=3250=0.012a = \frac{30}{2500} = \frac{3}{250} = 0.012

3. Write the final quadratic equation

The quadratic equation is y=0.012(x−50)2+10y = 0.012(x - 50)^2 + 10.
(Expanding gives y=0.012x2−1.2x+40y = 0.012x^2 - 1.2x + 40)

答案

y=3250(x−50)2+10y = \frac{3}{250}(x - 50)^2 + 10 or y=0.012x2−1.2x+40y = 0.012x^2 - 1.2x + 40

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