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我们来理解这个特征值问题。对于两个点A和B,特征值定义为|m-n|,其中m是横坐标之和,n是纵坐标之和。对于两个图形,特征值是所有点对特征值的最大值。题目给出线段DE从(4,0)到(6,0),向左平移t秒后得到D₁E₁。正方形的对角线交点为G(2t,2t),面积为2,至少有一条边平行于坐标轴。
现在分析线段的平移和正方形的位置。原线段DE从(4,0)到(6,0),向左平移t秒后,D₁的坐标变为(6-t,0),E₁的坐标变为(4-t,0),线段长度保持为2。正方形的对角线交点G的坐标为(2t,2t),面积为2意味着边长为√2。由于至少有一条边平行于坐标轴,我们需要考虑正方形的两种可能方向。
正方形有两种可能的方向。情况一是边平行于坐标轴,此时正方形的四个顶点分别为(2t-1, 2t-1)、(2t+1, 2t-1)、(2t+1, 2t+1)和(2t-1, 2t+1)。情况二是对角线平行于坐标轴,此时正方形相对于情况一旋转45度,四个顶点分别为(2t, 2t-√2)、(2t+√2, 2t)、(2t, 2t+√2)和(2t-√2, 2t)。我们需要分别计算这两种情况下与线段D₁E₁的特征值。
现在计算特征值。对于情况一,线段D₁E₁上的点坐标为(6-t,0)到(4-t,0),正方形顶点为(2t±1, 2t±1)。通过计算所有点对的特征值,得到k₁等于max{|10-5t|, |6-3t|}。对于情况二,正方形顶点为(2t±√2, 2t∓√2),计算得k₂等于|6-t+√2|。最终的特征值k是k₁和k₂的最小值。通过分析函数图像,可以找到k的最小值点。
通过详细分析,我们得到最终答案。k的最小值出现在t等于6减√2时,此时k的最小值为√2。对于条件k小于等于6,我们需要分别分析两种情况下的不等式。情况一要求|10-5t|≤6或|6-3t|≤6,情况二要求|6-t+√2|≤6。综合分析后,当k≤6时,t的取值范围为(0, 6+√2]。因此,k的最小值为√2,当k≤6时,t的取值范围为(0, 6+√2]。