Question

【題目】定義：P、Q分別是兩條線段a和b上任意一點(diǎn)，線段PQ的長(zhǎng)度的最小值叫做線段a與線段b的距離．
已知O（0，0），A（4，0），B（m，n），C（m+4，n）是平面直角坐標(biāo)系中四點(diǎn)．

（1）根據(jù)上述定義，當(dāng)m=2，n=2時(shí)，如圖1，線段BC與線段OA的距離是；當(dāng)m=5，n=2時(shí)，如圖2，線段BC與線段OA的距離為；

（2）如圖3，若點(diǎn)B落在圓心為A，半徑為2的圓上，線段BC與線段OA的距離記為d，求d關(guān)于m的函數(shù)解析式．

（3）當(dāng)m的值變化時(shí)，動(dòng)線段BC與線段OA的距離始終為2，線段BC的中點(diǎn)為M，
①求出點(diǎn)M隨線段BC運(yùn)動(dòng)所圍成的封閉圖形的周長(zhǎng)；
②點(diǎn)D的坐標(biāo)為（0，2），m≥0，n≥0，作MH⊥x軸，垂足為H，是否存在m的值使以A、M、H為頂點(diǎn)的三角形與△AOD相似？若存在，求出m的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】
（1）2,
（2）解：如圖，

當(dāng)點(diǎn)B落在⊙A上時(shí)，m的取值范圍為2≤m≤6：

①當(dāng)2≤m＜4時(shí)，d=|n|（-2≤n≤2），

或：過(guò)點(diǎn)B作BE⊥x軸于點(diǎn)E，線段BC與線段OA的距離等于BE長(zhǎng)，

OE=m，AE=OA-OE=4-m，

在Rt△ABE中，根據(jù)勾股定理得，d= = ；

②當(dāng)4≤m≤6，顯然線段BC與線段OA的距離等于⊙A半徑，即d=2

（3）解：根據(jù)題意畫出圖形，點(diǎn)M形成的圖形為圖中紅線表示的封閉圖形，

由圖可見(jiàn)，封閉圖形由上下兩段長(zhǎng)度為8的線段，以及左右兩側(cè)半徑為2的半圓所組成，

其周長(zhǎng)為：2×8+2×π×2=16+4π，

∴點(diǎn)M隨線段BC運(yùn)動(dòng)所圍成的封閉圖形的周長(zhǎng)為：16+4π
①先根據(jù)題意畫出圖形，易求出點(diǎn)M隨線段BC運(yùn)動(dòng)所圍成的封閉圖形的周長(zhǎng)；②

【解析】解：（1）當(dāng)m=2，n=2時(shí)，線段BC與線段OA的距離等于平行線間的距離，即為2；當(dāng)m=5，n=2時(shí)，B點(diǎn)坐標(biāo)為（5，2），線段BC與線段OA的距離，即為線段AB的長(zhǎng)，

如圖，

過(guò)點(diǎn)B作BD⊥x軸于點(diǎn)D，則AD=5-4=1，BD=2，

在Rt△ABD中，由勾股定理得：AB= ；

（1）按照新定義的要求可知當(dāng)m=2，n=2時(shí)，線段BC與線段OA的距離等于平行線間的距離(為2)，當(dāng)m=5，n=2時(shí)，可求出點(diǎn)B的坐標(biāo)，線段BC與線段OA的距離，即為線段AB的長(zhǎng)，根據(jù)勾股定理就可求出結(jié)果。
（2）根據(jù)題意可知，當(dāng)點(diǎn)B落在⊙A上時(shí)，m的取值范圍為2≤m≤6：當(dāng)①當(dāng)2≤m＜4時(shí)，過(guò)點(diǎn)B作BE⊥x軸于點(diǎn)E，線段BC與線段OA的距離等于BE長(zhǎng)；②當(dāng)4≤m≤6，顯然線段BC與線段OA的距離等于⊙A半徑，即d=2。
（3）先畫出圖形，符合題意的相似三角形有三個(gè)，再分類討論，分別利用點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系及相似三角形的性質(zhì)列出方程，即可求出m的值。