Question

（2005•嘉兴）有一种汽车用“千斤顶”，它由4根连杆组成菱形ABCD，当螺旋装置顺时针旋转时，B、D两点的距离变小，从而顶起汽车．若AB=30，螺旋装置每顺时针旋转1圈，BD的长就减少1．设BD=a，AC=h，
（1）当a=40时，求h值；
（2）从a=40开始，设螺旋装置顺时针方向旋转x圈，求h关于x的函数解析式；
（3）从a=40开始，螺旋装置顺时针方向连续旋转2圈，设第1圈使“千斤顶”增高s₁，第2圈使“千斤顶”增高s₂，试判定s₁与s₂的大小，并说明理由；若将条件“从a=40开始”改为“从某一时刻开始”，则结果如何，为什么？

Answer

（1）根据菱形的两条对角线垂直且平分的性质，然后根据勾股定理，即可求出h值．
（2）首先知道螺旋装置顺时针方向旋转的圈数与BD之间的关系，然后用勾股定理，就可求出h与x之间的函数关系．
（3）此问首先要搞清楚增高的s是指AC增高了s，根据第2问的函数关系进行推算，就可知道s1与s2的大小关系．
【解析】
（1）连AC交BD于O，
∵ABCD为菱形，
∴∠AOB=90°，OA=，OB=20，（3分）
在Rt△AOB中，
∵AO2+BO2=AB2，
即（）2+202=302，
∴h=20；（2分）

（2）从a=40开始，螺旋装置顺时针方向旋转x圈，则BD=40-x，（2分）
∴（）2+（）2=302，
∴h=；（2分）
（3）结论：s1＞s2．
在中，
令x=0得，h=≈44.721；
令x=1得，h1=≈45.596；
令x=2得，h2=≈46.435；
∴s1=h1-h≈0.88，s2=h2-h1≈0.84，
∴s1＞s2；（3分）
也可以如下比较s1、s2的大小：
∵
=
=
而79＞77，
∴s1＞s2；（3分）
若将条件“从a=40开始”改为“从任意时刻开始”，则结论s1＞s2仍成立．
∵，
，
而2a-1＞2a-3，
∴s1＞s2．（2分）