已知sin⁡α+cos⁡α=−13\sin\alpha+\cos\alpha=-\dfrac{1}{3},0<α<π0< \alpha < \pi,则sin⁡α−cos⁡α=\sin\alpha-\cos\alpha=
A. 173\dfrac{\sqrt{17}}{3}
B. −173-\dfrac{\sqrt{17}}{3}
C. 43\dfrac{4}{3}
D. −43-\dfrac{4}{3}

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完整解法

1. 通过对已知等式两边平方求出 $2\sin\alpha\cos\alpha$ 的值

已知 sin⁡α+cos⁡α=−13\sin\alpha+\cos\alpha=-\dfrac{1}{3},对其两边平方得:
(sin⁡α+cos⁡α)2=sin⁡2α+2sin⁡αcos⁡α+cos⁡2α=19(\sin\alpha+\cos\alpha)^2 = \sin^2\alpha + 2\sin\alpha\cos\alpha + \cos^2\alpha = \dfrac{1}{9}
结合同角三角函数平方关系式 sin⁡2α+cos⁡2α=1\sin^2\alpha+\cos^2\alpha=1,代入上式可得:
1+2sin⁡αcos⁡α=191+2\sin\alpha\cos\alpha = \dfrac{1}{9}
解得:
2sin⁡αcos⁡α=−892\sin\alpha\cos\alpha = -\dfrac{8}{9}

2. 利用角 $\alpha$ 的范围确定 $\sin\alpha-\cos\alpha$ 的正负号

因为 0<α<π0 < \alpha < \pi,所以在此区间内有 sin⁡α>0\sin\alpha > 0。
又因为由上步求得 2sin⁡αcos⁡α=−89<02\sin\alpha\cos\alpha = -\dfrac{8}{9} < 0,可推知 cos⁡α<0\cos\alpha < 0。
因此,有 sin⁡α−cos⁡α>0\sin\alpha - \cos\alpha > 0。

3. 展开所求式平方,并开方得到最终结果

利用完全平方公式展开:
(sin⁡α−cos⁡α)2=sin⁡2α−2sin⁡αcos⁡α+cos⁡2α=1−2sin⁡αcos⁡α(\sin\alpha - \cos\alpha)^2 = \sin^2\alpha - 2\sin\alpha\cos\alpha + \cos^2\alpha = 1 - 2\sin\alpha\cos\alpha
代入 2sin⁡αcos⁡α=−892\sin\alpha\cos\alpha = -\dfrac{8}{9} 得:
(sin⁡α−cos⁡α)2=1−(−89)=179(\sin\alpha - \cos\alpha)^2 = 1 - \left(-\dfrac{8}{9}\right) = \dfrac{17}{9}
由于先前已判定 sin⁡α−cos⁡α>0\sin\alpha - \cos\alpha > 0,所以:
sin⁡α−cos⁡α=173\sin\alpha - \cos\alpha = \dfrac{\sqrt{17}}{3}
故选 A。

答案

A

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