Question

如图，抛物线y=ax²+bx+4与x轴的两个交点分别为A（-4，0）、B（2，0），与y轴交于点C，顶点为D．E（1，2）为线段BC的中点，BC的垂直平分线与x轴、y轴分别交于F、G．
（1）求抛物线的函数解析式，并写出顶点D的坐标；
（2）在直线EF上求一点H，使△CDH的周长最小，并求出最小周长；
（3）若点K在x轴上方的抛物线上运动，当K运动到什么位置时，△EFK的面积最大？并求出最大面积．

Answer 1

【答案】分析：（1）将A、B的坐标代入抛物线的解析式中，即可求出待定系数的值，进而可用配方法求出其顶点D的坐标；
（2）根据抛物线的解析式可求出C点的坐标，由于CD是定长，若△CDH的周长最小，那么CH+DH的值最小，由于EF垂直平分线段BC，那么B、C关于直线EF对称，所以BD与EF的交点即为所求的H点；易求得直线BC的解析式，关键是求出直线EF的解析式；由于E是BC的中点，根据B、C的坐标即可求出E点的坐标；可证△CEG∽△COB，根据相似三角形所得的比例线段即可求出CG、OG的长，由此可求出G点坐标，进而可用待定系数法求出直线EF的解析式，由此得解；
（3）过K作x轴的垂线，交直线EF于N；设出K点的横坐标，根据抛物线和直线EF的解析式，即可表示出K、N的纵坐标，也就能得到KN的长，以KN为底，F、E横坐标差的绝对值为高，可求出△KEF的面积，由此可得到关于△KEF的面积与K点横坐标的函数关系式，根据所得函数的性质即可求出其面积的最大值及对应的K点坐标．
解答：解：（1）∵抛物线y=ax²+bx+4与x轴的两个交点分别为A（-4，0）、B（2，0），
，
解得，b=-1．
所以抛物线的解析式为，顶点D的坐标为（-1，）．

（2）设抛物线的对称轴与x轴交于点M，
因为EF垂直平分BC，即C关于直线EG的对称点为B，
连接BD交于EF于一点，则这一点为所求点H，使DH+CH最小，
即最小为：DH+CH=DH+HB=BD=；
而；
∴△CDH的周长最小值为CD+DH+CH=；
设直线BD的解析式为y=k₁x+b₁，则
解得：；
所以直线BD的解析式为y=x+3；
由于BC=2，CE=BC=，Rt△CEG∽Rt△COB，
得CE：CO=CG：CB，
所以CG=2.5，GO=1.5，G（0，1.5）；
同理可求得直线EF的解析式为y=x+；
联立直线BD与EF的方程，解得使△CDH的周长最小的点H（，）；

（3）设K（t，），-4＜t＜2、过K作x轴的垂线交EF于N；
则KN=y_K-y_N=-（t+）=-；
所以S_△EFK=S_△KFN+S_△KNE=KN（t+3）+KN（1-t）=2KN=-t²-3t+5=-（t+）²+；
即当t=-时，△EFK的面积最大，最大面积为，此时K（-，）．
点评：此题是二次函数的综合类试题，考查了二次函数解析式的确定、轴对称的性质、相似三角形的判定和性质、三角形面积的求法、二次函数的应用等知识，难度较大．