如图,抛物线 $y=x^2+bx+c$ 的顶点为 $D\left(-1,-4\right)$,与 $y$ 轴交于点 $C\left(0,-3\right)$,与 $x$ 轴交于 $A,B$ 两点(点 $A$ 在点 $B$ 的左侧).
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
  1. 求抛物线的解析式;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      平行四边形的存在性
    答案
    抛物线解析式为 $y=x^2+2x-3$
    解析
  2. 若点 $E$ 在抛物线的对称轴上,抛物线上是否存在点 $F$,使以 $A,C,E,F$ 为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出所有满足条件的点 $F$ 的坐标;若不存在,请说明理由.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      平行四边形的存在性
    答案
    存在,满足条件的点 $F$ 的坐标为 $\left(-2,-3\right),\left(-4,5\right),\left(2,5\right)$
    解析
    令 $x^2+2x-3=0$,解得 $x_1=1,x_2=-3$,
    所以点 $A$ 的坐标为 $\left(-3,0\right)$,点 $B$ 的坐标为 $\left(1,0\right)$.
    由点 $F$ 在抛物线上可设点 $F$ 的坐标为 $\left(m,m^2+2m-3\right)$.
    解法一 ① 如图1、图2,当 $AC$ 为平行四边形的边时.过点 $F$ 作 $FP$ 垂直于抛物线的对称轴,垂足为点 $P$.
    易证 $\triangle PEF \cong \triangle OCA$,
    所以 $PF=AO=3$,
    从而点 $F$ 的坐标为 $\left(2,5\right)$ 或 $\left(-4,5\right)$.
    ② 如图3,当 $AC$ 为平行四边形的对角线时.过点 $F$ 作作 $FP\perp y$ 轴,垂足为点 $P$,令抛物线的对称轴交 $x$ 轴于点 $Q$.
    易证 $\triangle PCF \cong \triangle QEA$,
    所以 $PF=AQ=2$,
    从而点 $F$ 的坐标为 $\left(-2,-3\right)$,
    此时点 $F$ 与点 $C$ 纵坐标相同,所以点 $E$ 在 $x$ 轴上.
    解法二 ① 如图3,当 $AC,EF$ 为平行四边形的对角线时,
    可得 $\begin{cases}x_E+m=-3+0,\\ y_E+\left(m^2+2m-3\right)=-3.\end{cases}$
    又因为点 $E$ 在抛物线的对称轴上,
    所以 $m=-2$,
    则点 $F$ 的坐标为 $\left(-2,-3\right)$.
    ② 如图1,当 $AE,CF$ 为平行四边形的对角线时,
    可得 $\begin{cases}x_E=m+3,\\ y_E=m^2+2m-6.\end{cases}$
    又因为点 $E$ 在抛物线的对称轴上,
    所以 $m=-4$,
    则点 $F$ 的坐标为 $\left(-4,5\right)$.
    ③ 如图2,当 $AF,CE$ 为平行四边形的对角线时,
    可得 $\begin{cases} x_E=-3+m,\\ y_E=m^2+2m. \end{cases}$
    又因为点 $E$ 在抛物线的对称轴上,
    所以 $m=2$,
    则点 $F$ 的坐标为 $\left(2,5\right)$.
    综上所得,满足平行四边形的点 $F$ 的坐标为 $\left(-2,-3\right),\left(-4,5\right),\left(2,5\right)$.
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
0.127065s