Question

如圖，已知拋物線P：y=ax²+bx+c（a≠0）與x軸交于A、B兩點（點A在x軸的正半軸上），與y軸交于點C，矩形DEFG的一條邊DE在線段AB上，頂點F、G分別在線段BC、AC上，拋物線P上部分點的橫坐標對應的縱坐標如下：

X	…	-3	-2	1	2	…
y	…	-	-4	-		…

（1）求A、B、C三點的坐標；
（2）若點D的坐標為（m，0），矩形DEFG的面積為S，求S與m的函數(shù)關系，并指出m的取值范圍；
（3）當矩形DEFG的面積S取最大值時，連接DF并延長至點M，使FM=k•DF，若點M不在拋物線P上，求k的取值范圍；
若因為時間不夠等方面的原因，經(jīng)過探索、思考仍無法圓滿解答本題，請不要輕易放棄，試試將上述（2）、（3）小題換為下列問題解答（已知條件及第（1）小題與上相同，完全正確解答只能得到5分）：
（2）若點D的坐標為（1，0），求矩形DEFG的面積．

Answer 1

【答案】分析：（1）可任選三組坐標，用待定系數(shù)法即可求出拋物線P的解析式．然后根據(jù)拋物線P的解析式即可得出A、B、C三點的坐標；
（2）求矩形的面積需知道矩形的長和寬，可先在直角三角形AOC中，根據(jù)AD，OA，DG，CD的比例關系式，用m表示出DG的長，同理可在直角三角形BCO中表示出OE的長，進而可根據(jù)ED=EO+OD得出ED的長，然后由矩形的面積公式即可得出S與m的函數(shù)關系式；
（3）根據(jù)（2）的函數(shù)關系式即可得出S的最大值及對應的m的值．進而可得出D，E，F(xiàn)，G的坐標．如果設DF的延長線交拋物線于N點，那么可先求出FN與DF的比例關系．如果過N作x軸的垂線設垂足為H，那么我們可得出EF：DF=DF：DN，而EF，DF均為F，N點的縱坐標的絕對值，因此要先求出N點的縱坐標，可先根據(jù)D、F的坐標求出直線DF的解析式，然后聯(lián)立直線DF的解析式與拋物線P的解析式求出N點的坐標，然后根據(jù)上述比例關系求出FN、DF的比例關系，如果求出此時FN=k₁DF，那么由于M不在拋物線上，因此k的取值范圍就是k＞0，且k≠k₁．
若選（2）可參照上面（2）的求解過程進行計算．
解答：解：（1）解法一：設y=ax²+bx+c（a≠0），
任取x，y的三組值代入，，
解得，
∴解析式為，
令y=0，求出x₁=-4，x₂=2；
令x=0，得y=-4，
∴A、B、C三點的坐標分別是A（2，0），B（-4，0），C（0，-4）．

（2）由題意，，
而AO=2，OC=4，AD=2-m，
故DG=4-2m，
又，EF=DG，得BE=4-2m，
∴DE=3m，
∴S_DEFG=DG•DE=（4-2m）3m=12m-6m²（0＜m＜2）．
注：也可通過解Rt△BOC及Rt△AOC，或依據(jù)△BOC是等腰直角三角形建立關系求解．

（3）∵S_DEFG=-6m²+12m=-6（m-1）²+6，（0＜m＜2），
∴m=1時，矩形的面積最大，且最大面積是6．
當矩形面積最大時，其頂點為D（1，0），G（1，-2），F(xiàn)（-2，-2），E（-2，0），
設直線DF的解析式為y=kx+b，易知，k=，b=-，
∴，
又可求得拋物線P的解析式為：，
令=，可求出x=．
設射線DF與拋物線P相交于點N，則N的橫坐標為，過N作x軸的垂線交x軸于H，有==，
點M不在拋物線P上，即點M不與N重合時，此時k的取值范圍是
k≠且k＞0．

若選擇另一問題：
（2）∵，而AD=1，AO=2，OC=4，則DG=2，
又∵，而AB=6，CP=2，OC=4，則FG=3，
∴S_DEFG=DG•FG=6．
點評：本題著重考查了二次函數(shù)解析式的確定、圖形的面積求法、函數(shù)圖象交點等知識及綜合應用知識、解決問題的能力．考查學生數(shù)形結合的數(shù)學思想方法．