Gọi h(t) là độ cao của quả bóng tại thời điểm t (giây), với t ≥ 0. Ta có h(t) là một hàm số bậc hai có dạng:
h(t) = at² + bt + c
Trong đó:
a, b, c là các hệ số cần tìm
t là thời gian (giây)
h(t) là độ cao (mét)
Từ đề bài, ta có 3 điều kiện sau:
Khi t = 0 (lúc bắt đầu sút), h(0) = 1 (m)
Khi t = 1 giây, h(1) = 10 (m)
Khi t = 3,5 giây, h(3,5) = 6,25 (m)
Thay các giá trị này vào phương trình h(t), ta được hệ phương trình:
c = 1 a + b + c = 10 12.25a + 3.5b + c = 6.25
Giải hệ phương trình này, ta được:
a = -3
b = 12
c = 1
Vậy phương trình quỹ đạo của quả bóng là: h(t) = -3t² + 12t + 1
Đồ thị của hàm số h(t) là một parabol có hệ số a < 0, nên đồ thị sẽ có điểm cực đại. Điểm cực đại này chính là điểm cao nhất mà quả bóng đạt được.
Để tìm tọa độ đỉnh của parabol, ta tính:
t₀ = -b / (2a) = -12 / (-6) = 2
Thay t = 2 vào phương trình h(t), ta được: h(2) = -32² + 122 + 1 = 13
Kết luận:
Độ cao lớn nhất mà quả bóng đạt được là 13 mét.