抛物线 $y=ax^2+bx+c$,若 $a,b,c$ 满足 $b=a+c$,则称抛物线 $y=ax^2+bx+c$ 为“恒定”抛物线.而且“恒定”抛物线 $y=ax^2+bx+c$ 必过 $x$ 轴上的一个定点 $A$.已知“恒定”抛物线 $y=\sqrt3x^2-\sqrt3$ 的顶点为 $P$,与 $x$ 轴另一个交点为 $B$,是否存在以 $Q$ 为顶点,与 $x$ 轴另一个交点为 $C$ 的“恒定”抛物线,使得以 $PA,CQ$ 为边的四边形是平行四边形?若存在,求出抛物线解析式;若不存在,请说明理由.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
【答案】
存在,抛物线的解析式为 $y=-\sqrt3x^2+\sqrt3$ 或 $ y=\sqrt3\left(x+2\right)^2-\sqrt3$
【解析】
令 $y=0$,则 $ax^2+\left(a+c\right)x+c=0$,
解得 $x_1=-\dfrac ca, x_2=-1$,
所以抛物线过 $x$ 轴上的定点 $A\left(-1,0\right)$.
由题意可得点 $B(1,0)$,$P(0,-\sqrt 3)$.
因为以 $PA,CQ$ 为边的四边形是平行四边形,
所以 $PA=CQ$,$PA\parallel CQ$.
过点 $Q$ 作 $QD\perp x$ 轴于点 $D$,则 $AD=CD=AO=1$,$QD=PO=\sqrt 3$.
① 如图,点 $C$ 在点 $A$ 右侧时.此时 $O,D$ 两点重合,$B,C$ 两点重合.
所以 $C(1,0)$,$Q(0,\sqrt 3)$,
从而得到满足题意的抛物线的解析式为 $ y=-\sqrt3x^2+\sqrt3$.
② 如图,点 $C$ 在点 $A$ 左侧时.此时 $C(-3,0)$,$Q(-2,-\sqrt 3)$,
可设抛物线解析式为 $y=a(x+2)^2-\sqrt 3$,
将点 $C$ 坐标代入,得 $a(-3+2)^2-\sqrt 3=0$,
解得 $a=\sqrt 3$,
从而得到满足题意的抛物线的解析式为 $y=\sqrt 3(x+2)^2-\sqrt 3$.
综上可得,存在满足题意的抛物线,其解析式为 $y=-\sqrt3x^2+\sqrt3$ 或 $ y=\sqrt3\left(x+2\right)^2-\sqrt3$.
答案 解析 备注
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