| 7.3.2 正弦型函数的性质与图像 题目答案及解析

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必修三

第七章 三角函数

7.3 三角函数的性质与图像

7.3.2 正弦型函数的性质与图像

人脸识别技术在各行各业的应用改变着人类的生活,所谓人脸识别,就是利用计算机分析人脸视频或者图像,并从中提取出有效的识别信息,最终判别对象的身份,人脸识别中检测样本之间的相似度主要应用距离的测试,常用测量距离的方式有曼哈顿距离和余弦距离.若二维空间有两个点$A\left(x_1, y_1\right)$$ B\left(x_2, y_2\right)$,则曼哈顿距离为$d(A,B)=\left| {{x}_{1}}-{{x}_{2}} \right|+\left| {{y}_{1}}-{{y}_{2}} \right|$,余弦相似度为$\cos (A, B)=\dfrac{x_{1}}{\sqrt{x_{1}^{2}+y_{1}^{2}}} \cdot \dfrac{x_{2}}{\sqrt{x_{2}^{2}+y_{2}^{2}}}+\dfrac{y_{1}}{\sqrt{x_{1}^{2}+y_{1}^{2}}} \cdot \dfrac{y_{2}}{\sqrt{x_{2}^{2}+y_{2}^{2}}}$,余弦距离为$1-\cos (A,B)$

$(1)$$A(-1,2)$$B\left( \dfrac{3}{5},\dfrac{4}{5} \right)$,求$AB$之间的曼哈顿距离$d(A,B)$和余弦距离;

$(2)$已知$0\lt\alpha\lt\beta\lt\dfrac{\pi}{2}$$E(5\cos\alpha,5\sin\alpha)$$ F(13 \cos \beta, 13 \sin \beta)$$P(5\cos(\alpha+\beta),5\sin(\alpha+\beta))$,若$\cos (E, P)=\dfrac{5}{13}$$ \cos (E, F)=\dfrac{63}{65}$

①求$d(E,F)$

②若动点$G$满足$d(E, G)=d(E, F)$,求$G$围成封闭图形的面积.

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$(1)$$d\\left( A,B \\right)=\\dfrac{14}{5}$,余弦距离为$\\dfrac{5-\\sqrt{5}}{5}$

$(2)$$d(E,F)=10$;②$200$

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$(1)$$d(A,B)=\left| -1-\dfrac{3}{5} \right|+\left| 2-\dfrac{4}{5} \right|=\dfrac{14}{5},\cos (A,B)=-\dfrac{1}{\sqrt{5}}\times \dfrac{3}{5}+\dfrac{2}{\sqrt{5}}\times \dfrac{4}{5}=\dfrac{\sqrt{5}}{5}$

故余弦距离为$1-\cos (A, B)=\dfrac{5-\sqrt{5}}{5}$

$(2)$$\because\sqrt{(5\sin\alpha)^{2}+(5\cos\alpha)^{2}}=5$$\sqrt{[5\sin(\alpha+\beta)]^{2}+[5\cos(\alpha+\beta)]^{2}}=5$

$\therefore\cos(E,P)=\dfrac{5\cos\alpha}{5}\cdot\dfrac{5\cos(\alpha+\beta)}{5}+\dfrac{5\sin\alpha}{5}\cdot\dfrac{5\sin(\alpha+\beta)}{5}=\cos\beta=\dfrac{5}{13}$

$\because 0\lt \beta \lt \dfrac{\pi}{2}$

$\therefore \sin \beta =\dfrac{12}{13}$

$\therefore F(5,12)$

$\therefore \cos (E, F)=\dfrac{5 \cos \alpha}{5} \cdot \dfrac{13 \cos \beta}{13}+\dfrac{5 \sin \alpha}{5} \cdot \dfrac{13 \sin \beta}{13}=\cos (\alpha-\beta)=\dfrac{63}{65}$

$\because0\lt\alpha\lt\beta\lt\dfrac{\pi}{2}$,则$\alpha-\beta\in\left( -\dfrac{\pi}{2},0\right)$

$\therefore \sin (\alpha-\beta)=-\dfrac{16}{65}$;                                                                                                                                       

$\because\cos\alpha=\cos(\alpha-\beta+\beta)=\cos(\alpha-\beta)\cos\beta-\sin(\alpha-\beta)\sin\beta=\dfrac{3}{5}$

$\therefore\sin\alpha=\dfrac{4}{5}$,即$E(3,4)$$ d(E, F)=|3-5|+|4-12|=10$

$G\left( x,y \right)$,则$d(E,G)=\left| x-3 \right|+\left| y-4 \right|=10$

$\therefore $ 动点$G$围成的封闭图形是正方形,如图所示:

其边长为$10\sqrt{2}$,故围成的面积为$200$

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