记 `A`, `B`, `C`, `D` 到直线 `PQ` 的距离分别为 `d_1`, `d_2`, `d_3`, `d_4`,记 `s=d_1+d_2+d_3+d_4`。
最大值:当直线方向取定时,往 `C` 侧平移,`d_1+d_3` 不变,`d_2`, `d_4` 增大,所以取最大值时直线必定过 `C`,此时 `d_3=0`, `d_1\leqslant AC=\sqrt2` 且易知 `d_2^2+d_4^2=1`,得 `d_2+d_4\leqslant\sqrt2`,所以 `s\leqslant2\sqrt2`。
最小值:反方向平移,可知取最小值时直线过 `B` 或 `D`,由对称性不妨让其过 `B`,并设 `PQ` 与 `BD` 的夹角为 `\theta`,则 `\theta\in[0,\pi/4]`,则此时 `s=\sqrt2\sin\theta+\sin(\pi/4-\theta)+\sin(\pi/4+\theta)=\sqrt2(\sin\theta+\cos\theta)\geqslant\sqrt2`。 |