Math Problem Statement

เสาโทรศัพท์ 2 ต้น ซึ่งสูงจากพื้นดิน 50 ฟุตเท่ากัน อยู่ห่างกัน 200 ฟุต สายโทรศัพท์ที่ขึงอยู่ระหว่าง เสาทั้งสองต้นนี้หย่อนมีลักษณะเป็นโค้งพาราโบลา โดยที่จุดต่ําสุดของสายโทรศัพท์สูงจากพื้นดิน 30 ฟุต จงหาว่า ณ ตําแหน่งที่อยู่ห่างจากเสา 20 ฟุต สายโทรศัพท์สูงจากพื้นดินเป็นระยะทางเท่าใด

Solution

จากโจทย์ เรามีข้อมูลดังนี้:

  • เสาทั้งสองต้นสูง 50 ฟุตจากพื้นดิน
  • ห่างกัน 200 ฟุต
  • จุดต่ำสุดของสายโทรศัพท์สูงจากพื้นดิน 30 ฟุต
  • สายโทรศัพท์มีลักษณะเป็นโค้งพาราโบลา
  • เราต้องหาความสูงของสายโทรศัพท์เมื่อห่างจากเสา 20 ฟุต

ขั้นตอนการหาคำตอบ:

  1. สมการของพาราโบลาหรือการกำหนดรูปสมการ
    ตั้งให้จุดที่เสาทั้งสองต้นอยู่ที่ x=100x = -100 และ x=100x = 100 (ห่างกัน 200 ฟุต ดังนั้นแต่ละต้นจะอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลาง 100 ฟุต) และจุดต่ำสุดของสายที่มีความสูง 30 ฟุตจะอยู่ที่ x=0x = 0

    สมการของพาราโบลาคือ y=a(xh)2+ky = a(x - h)^2 + k โดยที่ (h,k)(h, k) คือจุดต่ำสุด (0, 30) ดังนั้นสมการจะเป็น y=a(x)2+30y = a(x)^2 + 30

  2. หาค่า aa
    เมื่อ x=100x = 100 (จุดที่เสาต้นหนึ่งอยู่), ความสูง y=50y = 50 ฟุต ดังนั้น: 50=a(100)2+3050 = a(100)^2 + 30 50=10000a+3050 = 10000a + 30 10000a=2010000a = 20 a=2010000=1500a = \frac{20}{10000} = \frac{1}{500}

    ดังนั้นสมการของพาราโบลาจะเป็น y=1500x2+30y = \frac{1}{500}x^2 + 30

  3. หาความสูงเมื่อห่างจากเสา 20 ฟุต
    เมื่อ x=20x = 20, ความสูง yy จะเป็น y=1500(20)2+30y = \frac{1}{500}(20)^2 + 30 y=1500(400)+30y = \frac{1}{500}(400) + 30 y=400500+30=0.8+30=30.8y = \frac{400}{500} + 30 = 0.8 + 30 = 30.8

ดังนั้น ความสูงของสายโทรศัพท์เมื่อห่างจากเสา 20 ฟุตจะเป็น 30.8 ฟุต จากพื้นดิน


หากต้องการคำอธิบายเพิ่มเติมหรือมีคำถามเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการนี้ กรุณาถามได้นะครับ!

คำถามเสริม:

  1. ทำไมต้องใช้สมการพาราโบลาในการแก้ปัญหานี้?
  2. ถ้าสายโทรศัพท์ไม่หย่อน แต่ขึงตรง จะมีรูปแบบสมการอย่างไร?
  3. หากความสูงของเสาลดลงเป็น 40 ฟุต ผลลัพธ์จะเปลี่ยนแปลงหรือไม่?
  4. เราสามารถใช้หลักการของฟิสิกส์เพื่ออธิบายการหย่อนของสายโทรศัพท์ได้หรือไม่?
  5. การหาค่าคงที่ aa มีวิธีอื่นที่สามารถทำได้หรือไม่?

Tip: สำหรับปัญหาพาราโบลาในลักษณะนี้ การใช้จุดศูนย์กลางและข้อมูลจุดที่รู้จักในการสร้างสมการสามารถช่วยให้การคำนวณเป็นไปได้ง่ายและรวดเร็ว.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Parabolas
Quadratic Equations
Algebra

Formulas

y = a(x - h)^2 + k

Theorems

Parabola properties

Suitable Grade Level

Grades 9-12