已知sin⁡(π−α)−cos⁡(π+α)=23(π2<α<π)\sin (π-α)-\cos (π+α)= \dfrac { \sqrt {2}}{3}( \dfrac {π}{2} < α < π). 求:(1)sin⁡α−cos⁡α(1)\sin α-\cos α; (2)tan⁡α+1tan⁡α(2)\tan α+ \dfrac {1}{\tan α}.

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完整解法

(1)

1. 利用诱导公式化简已知条件

根据诱导公式,sin⁡(π−α)=sin⁡α\sin(\pi-\alpha)=\sin\alpha,cos⁡(π+α)=−cos⁡α\cos(\pi+\alpha)=-\cos\alpha。
代入原设等式中可得:
sin⁡α−(−cos⁡α)=sin⁡α+cos⁡α=23\sin\alpha - (-\cos\alpha) = \sin\alpha + \cos\alpha = \dfrac{\sqrt{2}}{3}

2. 通过平方求出双倍角积 $2\sin\alpha\cos\alpha$ 的值

将等式 sin⁡α+cos⁡α=23\sin\alpha + \cos\alpha = \dfrac{\sqrt{2}}{3} 两边平方得:
(sin⁡α+cos⁡α)2=sin⁡2α+cos⁡2α+2sin⁡αcos⁡α=29(\sin\alpha + \cos\alpha)^2 = \sin^2\alpha + \cos^2\alpha + 2\sin\alpha\cos\alpha = \dfrac{2}{9}
利用同角三角函数关系 sin⁡2α+cos⁡2α=1\sin^2\alpha + \cos^2\alpha = 1,可得:
1+2sin⁡αcos⁡α=291 + 2\sin\alpha\cos\alpha = \dfrac{2}{9}
解得:
2sin⁡αcos⁡α=−792\sin\alpha\cos\alpha = -\dfrac{7}{9}

3. 计算 $(\sin\alpha - \cos\alpha)^2$ 并通过区间确定正负号

计算 (sin⁡α−cos⁡α)2(\sin\alpha - \cos\alpha)^2 的值:
(sin⁡α−cos⁡α)2=sin⁡2α+cos⁡2α−2sin⁡αcos⁡α=1−(−79)=169(\sin\alpha - \cos\alpha)^2 = \sin^2\alpha + \cos^2\alpha - 2\sin\alpha\cos\alpha = 1 - \left(-\dfrac{7}{9}\right) = \dfrac{16}{9}
因为 π2<α<π\dfrac{\pi}{2} < \alpha < \pi,所以在第二象限内 sin⁡α>0\sin\alpha > 0,cos⁡α<0\cos\alpha < 0。
由此可得 sin⁡α−cos⁡α>0\sin\alpha - \cos\alpha > 0。
因此:
sin⁡α−cos⁡α=169=43\sin\alpha - \cos\alpha = \sqrt{\dfrac{16}{9}} = \dfrac{4}{3}

答案

\dfrac{4}{3}

(2)

1. 将正切表达式化为正弦与余弦的表达式

利用同角三角函数关系 tan⁡α=sin⁡αcos⁡α\tan\alpha = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha} 进行通分化简:
tan⁡α+1tan⁡α=sin⁡αcos⁡α+cos⁡αsin⁡α=sin⁡2α+cos⁡2αsin⁡αcos⁡α=1sin⁡αcos⁡α\tan\alpha + \dfrac{1}{\tan\alpha} = \dfrac{\sin\alpha}{\cos\alpha} + \dfrac{\cos\alpha}{\sin\alpha} = \dfrac{\sin^2\alpha + \cos^2\alpha}{\sin\alpha\cos\alpha} = \dfrac{1}{\sin\alpha\cos\alpha}

2. 复用第(1)问结果求得最终结果

由第(1)问中求出的 2sin⁡αcos⁡α=−792\sin\alpha\cos\alpha = -\dfrac{7}{9},可得 sin⁡αcos⁡α=−718\sin\alpha\cos\alpha = -\dfrac{7}{18}。
代入上式中得:
tan⁡α+1tan⁡α=1−718=−187\tan\alpha + \dfrac{1}{\tan\alpha} = \dfrac{1}{-\frac{7}{18}} = -\dfrac{18}{7}

答案

-\dfrac{18}{7}

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