已知函数 $f(x)=(\sin x+4\sin\theta+4)^2+(\cos x-5\cos \theta)^2$ 的最小值为 $g(\theta)$,求 $g(\theta)$ 的最大值 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$49$
【解析】
在平面直角坐标系中,令 $A(\cos x,4+\sin x),B(5\cos \theta,-4\sin\theta)$,则有$$|AB|^2=(\sin x+4\sin\theta+4)^2+(\cos x-5\cos \theta)^2,$$即 $f(x)=|AB|^2$,点 $A$ 在圆$$C_1:x^2+(y-4)^2=1$$上运动,点 $B$ 在椭圆$$C_2:\dfrac{x^2}{25}+\dfrac{y^2}{16}=1$$上运动,对于椭圆上任一点 $B$,$g(\theta)$ 为 $B$ 到圆心 $(0,4)$ 的距离减 $1$ 再平方,即$$g(\theta)=\left(\sqrt{(5\cos\theta)^2+(4\sin\theta+4)^2}-1\right)^2.$$而椭圆 $C_2$ 在圆 $x^2+(y-4)^2=64$ 内,即 $C(0,4)$ 到椭圆 $C_2$ 距离的最大值为 $8$,于是 $g(\theta)$ 的最大值为 $49$,当 $(x,\theta)=\left(-\dfrac{\pi}2,\dfrac{\pi}2\right)$ 时可取的最值.
题目
答案
解析
备注