Question

在路邊安裝路燈，燈柱OA的高為h，路寬OC為23米，燈桿AB的長為2.5米，且與燈柱OA成120°角．路燈采用錐形燈罩，燈罩軸線BD與燈桿AB垂直．請你建立適當的直角坐標系，解決以下問題：
（1）當h=10米時，求燈罩軸線BD所在的直線方程；
（2）當h為多少米時，燈罩軸線BD正好通過道路路面的中線．

Answer 1

【答案】分析：（1）以燈柱底端O點為原點，燈柱OA所在直線為y軸，路寬OC所在直線為x軸，建立直角坐標系，則可得點A，C，B的坐標，利用BD⊥AB，即可確定BD的方程；
（2）設路面中線與路寬OC的交點為D，則點D的坐標為（11.5，0），由（1）可得BD的方程為y-（h+1.25）=-（x-1.25），將D的坐標（11.5，0），即可求得h的值．
解答：解：（1）以燈柱底端O點為原點，
燈柱OA所在直線為y軸，
路寬OC所在直線為x軸，
建立如圖所示的直角坐標系，（2分）
則A點的坐標為（0，h），
C點的坐標為（23，0），…（3分）
因為燈桿AB與燈柱OA成120°角，
所以AB的傾斜角為30°，則B點的坐標為（2.5cos30°，h+2.5sin30°），
即（1.25，h+1.25）．--------------------------------------------------------------------（5分）
因為BD⊥AB，所以，…（7分）
當h=10時，B點的坐標為（1.25，11.25），
此時BD的方程為y-11.25=-（x-1.25），即   …（10分）
（2）設路面中線與路寬OC的交點為D，則點D的坐標為（11.5，0）．      …（11分）
由（1）可得BD的方程為y-（h+1.25）=-（x-1.25）
將D的坐標（11.5，0），代入可得：-（h+1.25）=-（x-1.25）
∴h=11.5-5（米）．
點評：本題考查直線方程，考查直線方程的運用，解題的關鍵是建立坐標系，確定點的坐標．