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比较大小ln(1+sin51分之一)

  1. 已知 $a = \ln\!\left(1 + \sin \frac{1}{50}\right)$,$b = \sin \frac{1}{49}$,$c = \sin\!\left(\sin \frac{1}{50}\right)$,则

A. $a < b < c$ B. $a < c < b$ C. $c < a < b$ D. $b < c < a$

解:设 $f(x) = x - \sin x,\ x \in (0,1)$,则 $f'(x) = 1 - \cos x > 0$,所以 $f(x) = x - \sin x$ 在 $(0,1)$ 上单调递增。

所以 $0 < x < 1$ 时,$f(x) > f(0) = 0$,即 $x > \sin x$。因为 $1 > \sin \frac{1}{49} > \sin \frac{1}{50} > 0$,所以 $c = \sin\!\left(\sin \frac{1}{50}\right) < \sin \frac{1}{50} < \sin \frac{1}{49} = b$。

设 $F(x) = x - \ln(x+1)$,$x \in (0,1)$,则 $F'(x) = 1 - \frac{1}{x+1} = \frac{x}{x+1} > 0$,所以 $F(x) = x - \ln(x+1)$ 在 $(0,1)$ 上单调递增。

所以 $F\!\left(\sin \frac{1}{50}\right) > F(0) = 0$,即 $\sin \frac{1}{50} > \ln\!\left(1 + \sin \frac{1}{50}\right)$,即 $b = \sin \frac{1}{49} > \sin \frac{1}{50} > \ln\!\left(1 + \sin \frac{1}{50}\right) = a$。

构造函数 $g(x) = \sin x - \ln(x+1)$,$x \in \left[0, \sin \frac{1}{50}\right]$,则 $g'(x) = \cos x - \frac{1}{x+1}$。

令 $h(x) = \cos x - \frac{1}{x+1}$,$x \in \left[0, \sin \frac{1}{50}\right]$,则 $h'(x) = -\sin x + \frac{1}{(x+1)^2}$。

令 $m(x) = -\sin x + \frac{1}{(x+1)^2}$,$x \in \left[0, \sin \frac{1}{50}\right]$,则 $m'(x) = -\cos x - \frac{2}{(x+1)^3} < 0$,所以 $m(x)$ 在 $\left[0, \sin \frac{1}{50}\right]$ 上单调递减。

可得 $m(x) = h'(x) \ge -\sin\!\left(\sin \frac{1}{50}\right) + \frac{1}{\left(\sin \frac{1}{50} + 1\right)^2} > \left(\frac{50}{51}\right)^2 - \frac{1}{50} > 0$,

所以 $g'(x) = \cos x - \frac{1}{x+1}$ 在 $\left[0, \sin \frac{1}{50}\right]$ 上单调递增,所以 $g'(x) \ge g'(0) = 0$,所以 $g(x)$ 在 $\left[0, \sin \frac{1}{50}\right]$ 上单调递增。

所以 $g\!\left(\sin \frac{1}{50}\right) > g(0) = 0$,即 $c = \sin\!\left(\sin \frac{1}{50}\right) > \ln\!\left(1 + \sin \frac{1}{50}\right) = a$,即 $c > a$。

综上所述,$a < c < b$。

上一篇 f(x)是定义域为R的减数,若f(1)≠1 下一篇 f(x) 是A→A 的函数,且满足f[f(x)]=1