已知抛物线 $C_1$:$y=-2x^2+8x-6$ 与抛物线 $C_2$ 关于原点对称,抛物线 $C_1$ 与 $x$ 轴分别交于 $A,B$(点 $A$ 在点 $B$ 的左侧),顶点为 $M$,抛物线 $C_2$ 与 $x$ 轴分别交于 $C,D$ 两点(点 $C$ 在点 $D$ 的左侧),顶点为 $N$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
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    代几综合
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    特殊平行四边形的存在性
  • 题型
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    代几综合
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    特殊平行四边形的存在性
  1. 求抛物线 $C_2$ 的解析式;
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      特殊平行四边形的存在性
    答案
    抛物线 $C_2$ 的解析式为 $y=2(x+2)^2-2=2x^2+8x+6 $
    解析
  2. 若抛物线 $C_1$ 与抛物线 $C_2$ 同时以每秒 $1$ 个单位的速度沿 $x$ 轴方向分别向左、向右运动,此时记 $A,B,C,D,M,N$ 在某一时刻的新位置分别为 $A',B',C',D',M',N'$,当点 $A'$ 与点 $D'$ 重合时运动停止.在运动过程中,四边形 $B',M',C',N'$ 能否形成矩形?若能,求出此时运动时间 $t$(秒)的值,若不能,说明理由.
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      特殊平行四边形的存在性
    答案
    能,当 $t=\dfrac 12$ 时,四边形 $B'M'C'N'$ 为矩形
    解析
    由第1问可得点 $M$ 的坐标为 $(2,2)$,点 $N$ 的坐标为 $(-2,-2)$.
    令 $-2x^2+8x-6=0$,解得 $x_1=1, x_2=3$.
    所以点 $A$ 的坐标为 $\left(1,0\right)$,点 $B$ 的坐标为 $\left(3,0\right)$,
    从而点 $C$ 的坐标为 $\left(-3,0\right)$,点 $D$ 的坐标为 $\left(-1,0\right)$.
    由题意可得 $ A'\left(1-t,0\right)$,$B'\left(3-t,0\right)$,$M'\left(2-t,2\right)$,$C'\left(-3+t,0 \right)$,$D'\left(-1+t,0\right)$,$N'\left(-2+t,-2\right)$,其中 $0<t\leqslant 2$.
    如图,由轴对称的性质可得四边形 $C'N'B'M'$ 为平行线四边形.
    所以当 $ \angle B'M'C'=90^\circ $ 或 $ B'C'=M'N'$ 时其为矩形.解法一 当 $ \angle B'M'C'=90^\circ $,根据勾股定理得 $\left(C'M'\right)^2+\left(B'M'\right)^2=\left(B'C'\right)^2$,
    解得 $t=\dfrac 12$;
    解法二 当 $ B'C'=M'N'$ 时,有 $\left(6-2t\right)^2=\left(4-2t\right)^2+4^2$,
    解得 $t=\dfrac 12$.
    综上可得,当 $t=\dfrac 12$ 时,四边形 $B'M'C'N'$ 为矩形.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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