不懂數(shù)學,還想進球!熱愛足球的最高境界是什么?

撰文/劉偉(天津師范大學)
本文節(jié)選自《知識就是力量》雜志
被譽為“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為足球癡狂的人。那你知道熱愛足球的最高境界是什么嗎?
答曰:不是逃課去看球!不是喊破嗓子加油助威!不是為申辦世界杯去捐款!而是為了足球,心甘情愿去學數(shù)學!
不懂數(shù)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(zhàn)術(shù)(把球高高地挑過守門員的頭頂,射入球門)。一般來說,吊射戰(zhàn)術(shù)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,但又不至于飛得過高而超過球門。
下面我們通過一個例子來說明
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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,已知球門的高度為2.44米,那么球是否會進球門?如果守門員站在距離球門2米處,而守門員跳起后最高能達到2.75米的高度,那么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(shù)的知識,因為一元二次函數(shù)的圖像就是一條拋物線。要想求出一元二次函數(shù)的解析式,則需要根據(jù)實際問題建立平面直角坐標系,從而使問題得到解決。
首先,以球門底部作為坐標原點,建立坐標系,這樣的話,足球的軌跡,也就是拋物線經(jīng)過(30,0),且頂點為(14,32/3),根據(jù)一元二次函數(shù)的知識可求得拋物線的解析式:
此時將X=0代入函數(shù)解析式,可以得到
可見此時足球距離地面的高度已經(jīng)超過了球門的高度,足球不會射入球門中。算到這里,大家可能就明白為何以球門底部作為坐標原點建立坐標系了,因為當X=0時,很容易算出結(jié)果。
當守門員站在距離球門2米處時,守門員跳起后最高能達到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于守門員跳起的高度,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(shù)學知識有所了解,做一個懂數(shù)學的足球運動員。
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