已知函数 $f\left(x\right)=\dfrac{-2^{x}+\sin\theta}{2^{-x}+\cos\theta}\left(0\leqslant x\leqslant 1\right)$ 的最小值为 $g\left(\theta\right)$,则对一切 $\theta\in\left[0,\dfrac{\mathrm \pi} {2}\right]$,$g\left(\theta\right)$ 的最小值为
【难度】
【出处】
【标注】
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    常见初等函数
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    三角函数
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    转化为斜率
【答案】
$\dfrac{4-2\sqrt{13}}{3}$
【解析】
根据题意,设 $t=-2^{-x}$,则 $t\in \left[-1,-\dfrac 12\right]$,于是$$y=\dfrac{\sin \theta-\left(-\dfrac 1t\right)}{\cos\theta-t},$$其几何意义是圆弧 $x^2+y^2=1$($x,y\geqslant 0$)上的点 $A$ 与双曲线的一部分即 $y=-\dfrac 1x$,其中 $x\in\left[-1,-\dfrac12\right]$ 上的点 $B$ 的连线的斜率,如图.由图可知,无论 $\theta$ 取何值,$g(\theta)$ 总在 $B$ 点位于 $B_2\left(-\dfrac 12,2\right)$ 时取得最小值,因此 $g(\theta)$ 的最小值当 $AB_2$ 与圆弧相切时取得,计算得此时切线斜率为 $\dfrac{4-2\sqrt{13}}{3}$,即为所求的最小值.
题目 答案 解析 备注
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