摘要:一位球員在離對方球門30米處起腳吊射,假如球飛行的路線是一條拋物線,在離球門14米時,足球達到最大高度32/3米,已知球門的高度爲2.44米,那麼球是否會進球門。首先,以球門底部作爲座標原點,建立座標系,這樣的話,足球的軌跡,也就是拋物線經過(30,0),且頂點爲(14,32/3),根據一元二次函數的知識可求得拋物線的解析式:。

撰文/劉偉(天津師範大學)

本文節選自《知識就是力量》雜誌

被譽爲“世界第一運動”的足球是全球體育界最具影響力的單項體育運動,在各個年齡階段都有爲足球癡狂的人。那你知道熱愛足球的最高境界是什麼嗎?

答曰:不是逃課去看球!不是喊破嗓子加油助威!不是爲申辦世界盃去捐款!而是爲了足球,心甘情願去學數學!

不懂數學,還想進球?

在足球比賽中,當守門員遠離球門時,進攻隊員常常使用吊射戰術(把球高高地挑過守門員的頭頂,射入球門)。一般來說,吊射戰術中足球的軌跡往往是一條拋物線。球藝高超的球員,會選擇合適的位置進行吊射,使球高高地越過守門員的頭頂,但又不至於飛得過高而超過球門。

下面我們通過一個例子來說明

一位球員在離對方球門30米處起腳吊射,假如球飛行的路線是一條拋物線,在離球門14米時,足球達到最大高度32/3米,已知球門的高度爲2.44米,那麼球是否會進球門?如果守門員站在距離球門2米處,而守門員跳起後最高能達到2.75米的高度,那麼他能否在空中截住這次吊射?

要想解決這個問題,需要用到一元二次函數的知識,因爲一元二次函數的圖像就是一條拋物線。要想求出一元二次函數的解析式,則需要根據實際問題建立平面直角座標系,從而使問題得到解決。

首先,以球門底部作爲座標原點,建立座標系,這樣的話,足球的軌跡,也就是拋物線經過(30,0),且頂點爲(14,32/3),根據一元二次函數的知識可求得拋物線的解析式:

此時將X=0代入函數解析式,可以得到

可見此時足球距離地面的高度已經超過了球門的高度,足球不會射入球門中。算到這裏,大家可能就明白爲何以球門底部作爲座標原點建立座標系了,因爲當X=0時,很容易算出結果。

當守門員站在距離球門2米處時,守門員跳起後最高能達到2.75米的高度,將X=2代入,可得到

可以看出,足球距離地面的高度高於守門員跳起的高度,因此守門員無法截住這次吊球。

由此可見,足球運動員若想取得較好的成績,也不是光靠體育訓練就能夠達到的,他們需要對足球運動中蘊含的數學知識有所瞭解,做一個懂數學的足球運動員。

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