2.【概念学习】
对于平面直角坐标系中的图形 $ T $ 和图形 $ W $,给出如下定义:$ M $、$ N $ 分别为图形 $ T $ 和图形 $ W $ 上任意一点,将 $ M $、$ N $ 两点间距离的最小值称为图形 $ T $ 和图形 $ W $ 之间的“关联距离”,记作 $ d(T,W) $。例如:如图1,点 $ P(1,2) $ 与 $ x $ 轴之间的“关联距离”$ d(P,x\mathrm{轴})=2 $。
【理解概念】
(1)如图2,已知点 $ P(1,2) $ 在边长为3的正方形 $ OABC $ 内,则 $ d(P,\mathrm{正方形}OABC)= $ ______。
【深入探索】
(2)如图3,在等边三角形 $ ABC $ 中,点 $ A $ 的坐标是 $ (0,3) $,点 $ B $、$ C $ 在 $ x $ 轴上,$ Q $ 是 $ y $ 轴上一点,若 $ d(Q,△ ABC)=1 $,求点 $ Q $ 的坐标。
【拓展延伸】
(3)已知 $ D(m,-2),E(m+2,-4) $,当 $ -5≤ m≤2 $ 时,对于每一个 $ m $,若线段 $ DE $ 和一次函数 $ y=kx-k(k $ 是常数,$ k≠0) $ 的图象之间的“关联距离”$ d(DE,\mathrm{直线}y=kx-k)>0 $,则 $ k $ 的取值范围是 ______。

对于平面直角坐标系中的图形 $ T $ 和图形 $ W $,给出如下定义:$ M $、$ N $ 分别为图形 $ T $ 和图形 $ W $ 上任意一点,将 $ M $、$ N $ 两点间距离的最小值称为图形 $ T $ 和图形 $ W $ 之间的“关联距离”,记作 $ d(T,W) $。例如:如图1,点 $ P(1,2) $ 与 $ x $ 轴之间的“关联距离”$ d(P,x\mathrm{轴})=2 $。
【理解概念】
(1)如图2,已知点 $ P(1,2) $ 在边长为3的正方形 $ OABC $ 内,则 $ d(P,\mathrm{正方形}OABC)= $ ______。
【深入探索】
(2)如图3,在等边三角形 $ ABC $ 中,点 $ A $ 的坐标是 $ (0,3) $,点 $ B $、$ C $ 在 $ x $ 轴上,$ Q $ 是 $ y $ 轴上一点,若 $ d(Q,△ ABC)=1 $,求点 $ Q $ 的坐标。
【拓展延伸】
(3)已知 $ D(m,-2),E(m+2,-4) $,当 $ -5≤ m≤2 $ 时,对于每一个 $ m $,若线段 $ DE $ 和一次函数 $ y=kx-k(k $ 是常数,$ k≠0) $ 的图象之间的“关联距离”$ d(DE,\mathrm{直线}y=kx-k)>0 $,则 $ k $ 的取值范围是 ______。
答案
1
; $-\frac{4}{3}\lt k\lt\frac{1}{3}$且$k\neq0$ ; 解:(2)当点$Q$在点$A$上方时,如图$1$,$∵d(Q,\triangle ABC)=1$,$∴AQ = 1$,$∵$点$A$的坐标为$(0,3)$,$∴$点$Q$的坐标为$(0,4)$;当点$Q$在线段$OA$上时,过点$Q$作$QH\perp AC$于$H$,如图$2$,$∵d(Q,\triangle ABC)=1$,$∴QH = 1$,$∵\triangle ABC$是等边三角形,$OA\perp BC$,$∴∠QAH=30°$,$∴AQ = 2QH = 2$,$∵$点$A$的坐标是$(0,3)$,$∴OQ = 1$,$∴$点$Q$的坐标为$(0,1)$;当点$Q$在$BC$下方时,如图$3$,$∵d(Q,\triangle ABC)=1$,$∴OQ = 1$,$∴$点$Q$的坐标为$(0, - 1)$。综上所述,点$Q$的坐标为$(0,4)$或$(0,1)$或$(0, - 1)$。
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