Question

某倉庫為了保持庫內的濕度和溫度，四周墻上均裝有如圖所示的自動通風設施．該設施的下部ABCD是矩形，其中AB=2米，BC=1米；上部CDG是等邊三角形，固定點E為AB的中點．△EMN是由電腦控制其形狀變化的三角通風窗（陰影部分均不通風），MN是可以沿設施邊框上下滑動且始終保持和AB平行的伸縮橫桿．
（1）當MN和AB之間的距離為0.5米時，求此時△EMN的面積；
（2）設MN與AB之間的距離為x米，試將△EMN的面積S（平方米）表示成關于x的函數；
（3）請你探究△EMN的面積S（平方米）有無最大值？若有，請求出這個最大值；若沒有，請說明理由．

Answer 1

解：（1）由題意，當MN和AB之間的距離為0.5米時，MN應位于DC下方，且此時△EMN中MN邊上的高為0.5米．
∴S_△EMN=×2×0.5=0.5（平方米）．
即△EMN的面積為0.5平方米．

（2）①如圖1所示，當MN在矩形區域滑動，
即0＜x≤1時，
△EMN的面積S=×2×x=x；
②如圖2所示，當MN在三角形區域滑動，即1＜x＜1+時，
如圖，連接EG，交CD于點F，交MN于點H，
∵E為AB中點，
∴F為CD中點，GF⊥CD，且FG=．
又∵MN∥CD，
∴△MNG∽△DCG．
∴，即．
故△EMN的面積S=××x
=；
綜合可得：S=

（3）①當MN在矩形區域滑動時，S=x，所以有0＜S≤1；
②當MN在三角形區域滑動時，S=-x²+（1+）x，
因而，當（米）時，S得到最大值，
最大值S===+（平方米）．
∵+＞1，
∴S有最大值，最大值為+平方米．
分析：（1）要看圖解答問題．得出當MN和AB之間的距離為0.5米時，MN應位于DC下方，且此時△EMN中MN邊上的高為0.5米可得出三角形EMN的面積．
（2）本題要分情況解答（0＜x≤1；1＜x＜1+）．當0＜x≤1時，可直接得出三角形的面積函數，當1＜x＜1+，連接EG，交CD于點F，交MN于點H，先求FG，再證△MNG∽△DCG，繼而得出三角形面積函數
（3）本題也要分兩種情況解答：當MN在矩形區域滑動時以及當MN在三角形區域滑動時），利用二次函數的性質解答．
當MN在矩形區域滑動時，S=x，可直接由圖得出取值范圍
當MN在三角形區域滑動時，由二次函數性質可知，在對稱軸時取得最大值
點評：本題考查的是二次函數的相關知識．考生要學會利用圖形，數形結合解答函數問題．難度較大．