2. [2024四川宜賓中考改編]如圖,拋物線$y= x^2+bx+c$與x軸交于點A(-1,0)和點B,與y軸交于點C(0,-4),其頂點為D.
(1)求拋物線的表達式及頂點D的坐標.
(2)在y軸上是否存在一點M,使得△BDM的周長最小?若存在,求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
(3)拋物線對稱軸上是否存在一動點F,使得|BF-CF|的值最大?若存在,求出點F的坐標;若不存在,請說明理由.

答案:解析 (1)把A(?1,0),C(0,?4)代入y=x2+bx+c得{c = -4,1 - b + c = 0,}解得{b = -3,c = -4,}
∴拋物線的表達式為y=x2?3x?4.
∵y=x2?3x?4=(x - $\frac{3}{2}$)2 - $\frac{25}{4}$,∴拋物線頂點D的坐標為($\frac{3}{2}$,-$\frac{25}{4}$).
(2)在y軸上存在一點M,使得△BDM的周長最小.
在y=x2?3x?4中,令y=0,得0=x2?3x?4,
解得x=4或x=?1,∴B(4,0),
如圖,連接BD,易知BD=$\sqrt{(4 - \frac{3}{2})2 + (-\frac{25}{4})2}$=$\frac{5\sqrt{29}}{4}$,
∴若使△BDM的周長最小,只需使DM+BM的值最小.
作D($\frac{3}{2}$,-$\frac{25}{4}$)關于y軸的對稱點D'(-$\frac{3}{2}$,-$\frac{25}{4}$),

連接BD'交y軸于M,連接DM,
則DM=D'M,∴DM+BM=D'M+BM=BD',
此時DM+BM的值最小,最小值為線段BD'的長,此時△BDM的周長也最小.
由B(4,0),D'(-$\frac{3}{2}$,-$\frac{25}{4}$)得直線BD'的解析式為y=$\frac{25}{22}$x - $\frac{50}{11}$,令x=0得y=-$\frac{50}{11}$,
∴點M的坐標為(0,-$\frac{50}{11}$).
(3)存在.
∵點B關于圖象對稱軸的對稱點為A(?1,0),∴|BF?CF|=|AF?CF|≤AC,
∴當A,C,F三點共線時,|BF?CF|有最大值,為AC的長.
連接AC并延長交拋物線對稱軸于點F(圖略),則點F即為所求,
由A(?1,0),C(0,?4)得,直線AC的表達式為y=?4x?4,當x=$\frac{3}{2}$時,y=?10,
故點F($\frac{3}{2}$,-10).