化简1+2sin⁡(π+3)sin⁡(3π2+3)\sqrt{1\text{+}2\sin(\pi\text{+}3)\sin(\dfrac{3\pi}{2}\text{+}3)}等于()(\quad)
A. cos⁡3−sin⁡3              \cos 3-\sin 3\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:
B. sin⁡3−cos⁡3                \sin 3-\cos 3\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:
C. −sin⁡3−cos⁡3          -\sin 3-\cos 3\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:
D. sin⁡3+cos⁡3\sin 3+\cos 3

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完整解法

1. 利用诱导公式化简根号内的三角函数乘积

根据诱导公式:
sin⁡(π+3)=−sin⁡3\sin(\pi+3) = -\sin 3
sin⁡(3π2+3)=−cos⁡3\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}+3\right) = -\cos 3
代入原式可得:
1+2sin⁡(π+3)sin⁡(3π2+3)=1+2(−sin⁡3)(−cos⁡3)=1+2sin⁡3cos⁡31 + 2\sin(\pi+3)\sin\left(\dfrac{3\pi}{2}+3\right) = 1 + 2(-\sin 3)(-\cos 3) = 1 + 2\sin 3\cos 3

2. 利用同角三角函数关系将根号内变形为完全平方式

将 11 配换为 sin⁡23+cos⁡23\sin^2 3 + \cos^2 3:
1+2sin⁡3cos⁡3=sin⁡23+2sin⁡3cos⁡3+cos⁡23=(sin⁡3+cos⁡3)21 + 2\sin 3\cos 3 = \sin^2 3 + 2\sin 3\cos 3 + \cos^2 3 = (\sin 3 + \cos 3)^2
因此原式为:
(sin⁡3+cos⁡3)2=∣sin⁡3+cos⁡3∣\sqrt{(\sin 3 + \cos 3)^2} = |\sin 3 + \cos 3|

3. 判断 $\sin 3 + \cos 3$ 的符号并去绝对值

因为 π2<3<π\dfrac{\pi}{2} < 3 < \pi(弧度),即 33 在第二象限且接近 π≈3.14\pi \approx 3.14。
由于 3>3π4≈2.3553 > \dfrac{3\pi}{4} \approx 2.355,所以在第二象限中 ∣cos⁡3∣>sin⁡3>0|\cos 3| > \sin 3 > 0,故 cos⁡3<0\cos 3 < 0 且 sin⁡3+cos⁡3<0\sin 3 + \cos 3 < 0。
或者化为 2sin⁡(3+π4)\sqrt{2}\sin\left(3 + \dfrac{\pi}{4}\right),因为 3π4<3+π4<5π4\dfrac{3\pi}{4} < 3 + \dfrac{\pi}{4} < \dfrac{5\pi}{4},属于第三象限,正弦值为负。
所以 ∣sin⁡3+cos⁡3∣=−(sin⁡3+cos⁡3)=sin⁡3−cos⁡3|\sin 3 + \cos 3| = -(\sin 3 + \cos 3) = \sin 3 - \cos 3(其中 −cos⁡3>0-\cos 3 > 0,整体为正)。
故正确选项为 B。

答案

B

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