Question

【題目】在平面直角坐標系xOy中，已知線段a，P為線段a上任意一點，已知圖形M，Q為圖形M上任意一點，當P，Q兩點間的距離最小時，將此時PQ的長度稱為圖形M與線段a的近點距；當P，Q兩點間的距離最大時，將此時PQ的長度稱為圖形M與線段a的遠點距．

根據(jù)閱讀材料解決下列問題：

如圖1，在平面直角坐標系xOy中，點A的坐標為（﹣2，﹣2），正方形ABCD的對稱中心為原點O．

（1）線段AB與線段CD的近點距是　 　，遠點距是　 　．

（2）如圖2，直線y＝﹣x+6與x軸，y軸分別交于點E，F，則線段EF和正方形ABCD的近點距是　 　，遠點距是　 　；

（3）直線y＝x+b（b≠0）與x軸，y軸分別交于點R，S，線段RS與正方形ABCD的近距點是，則b的值是　 　；

（4）在平面直角坐標系xOy中，有一個矩形GHMN，若此矩形至少有一個頂點在以O為圓心1為半徑的圓上，其余各點可能在圓上或圓內(nèi)，將正方形ABCD繞點O旋轉(zhuǎn)一周，在旋轉(zhuǎn)過程中，它與矩形GHMN的近點距的最小值是　 ，遠點距的最大值是　 　．

Answer 1

【答案】（1）4，4；（2），；（3）±8；（4）1，2+1．

【解析】

（1）線段AB與線段CD的近點距是正方形的邊長，遠點距是正方形的對角線；

（2）如圖2中，連接AC，，延長AC交EF于M．解直角三角形求出，，即可解決問題；

（3）如圖3中，設(shè)直線BD交直線y＝x+b于M，N．由題意當DM＝BN＝2時，線段RS與正方形ABCD的近距點是2，作MP⊥OR于P，由△OPM是等腰直角三角形，OM＝4，求出點M的坐標，再利用待定系數(shù)法即可解決問題；

（4）如圖4中，作正方形ABCD的外接圓與內(nèi)切圓．利用圖象法解決問題即可．

（1）線段AB與線段CD的近點距是正方形的邊長＝4，

遠點距是正方形的對角線＝4．

故答案為4，4．

（2）如圖2中，連接AC，，延長AC交EF于M．

直線y＝﹣x+6與x軸、y軸的交點坐標分別是：E(6，0)，F(0，6)，

∵四邊形ABCD是正方形，且OE＝OF＝6，

∴OM平分∠EOF，

∴OM⊥EF，，

∴ME＝MF，

∴OM＝EF＝3，

∵OC＝OA＝2，

∴AM＝5，CM＝，

∴

∴線段EF和正方形ABCD的近點距是，遠點距是．

故答案為：，．

（3）如圖3中，設(shè)直線BD交直線y＝x+b于M，N．

由題意當DM＝BN＝2時，線段RS與正方形ABCD的近距點是2，

作MP⊥OR于P，

∵△OPM是等腰直角三角形，OM＝4，

∴PM＝OP＝4，

∴M（﹣4，4），同法可得N（4，﹣4），

把M（﹣4，4），代入y＝x+b得到b＝8，

把N′（4，﹣4），代入y＝x+b得到b＝﹣8，

故答案為：±8．

（4）如圖4中，作正方形ABCD的外接圓與內(nèi)切圓．

　

觀察圖象可知將正方形ABCD繞點O旋轉(zhuǎn)一周，在旋轉(zhuǎn)過程中，它與矩形GHMN的近點距的最小值是：1，遠點距的最大值是：，

故答案為：1，．