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比较大小(对数三角有理数)

1.设$a=\frac{1}{5},b=\text{ln}\frac{11}{9},c=\text{sin}\frac{1}{5}$,则(    )

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

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

解.令$f\left( x \right)=lnx - \frac{2\left( x - 1 \right)}{x+1},x>0$,

所以${f}^{'}\left( x \right)=\frac{1}{x} - \frac{4}{{\left( x+1 \right)}^{2}}=\frac{{\left( x - 1 \right)}^{2}}{x{\left( x+1 \right)}^{2}} \geq 0$在$\left( 0,+ \infty \right)$上恒成立,

所以$f\left( x \right)$在$\left( 0,+ \infty \right)$上单调递增,

又$f\left( 1 \right)=ln1 - \frac{2\left( 1 - 1 \right)}{1+1}=0$,所以$f\left( \frac{11}{9} \right)>f\left( 1 \right)=0,$

所以$ln\frac{11}{9} - \frac{2 \times \left( \frac{11}{9} - 1 \right)}{\frac{11}{9}+1}>0$,即$ln\frac{11}{9}>\frac{1}{5}$,所以$a<b$.

令$g\left( x \right)=x - sinx,x>0$,所以${g}^{'}\left( x \right)=1 - cosx \geq 0$在$\left( 0,+ \infty \right)$上恒成立,

所以$g\left( x \right)$在$\left( 0,+ \infty \right)$上单调递增,

所以$g\left( x \right)>g\left( 0 \right)=0 - sin0=0$,

所以$g\left( \frac{1}{5} \right)=\frac{1}{5} - sin\frac{1}{5}>0$,即$\frac{1}{5}>sin\frac{1}{5}$,所以$c<a$,

综上,$c<a<b$. 故选:D.

2.已知$a=\frac{5}{4}ln\frac{5}{4},b=\frac{1}{4},c=2ln\left( sin\frac{1}{8}+cos\frac{1}{8} \right)$,则(    )

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

解 要比较$a=\frac{5}{4}ln\frac{5}{4},b=\frac{1}{4}$的大小,只需比较$ln\frac{5}{4}$与$\frac{1}{5}$的大小,

即$ - ln\frac{4}{5}$与$1 - \frac{4}{5}$的大小,故可比较$ - lnx$与$1 - x$,当$x=\frac{4}{5}$的大小,

令$f\left( x \right)=1 - x+lnx$,$x \in \left( 0,1 \right)$,

则${f}^{'}\left( x \right)= - 1+\frac{1}{x}=\frac{1 - x}{x}$,

因为$x \in \left( 0,1 \right)$,所以${f}^{'}\left( x \right)>0$恒成立,

故$f\left( x \right)=1 - x+lnx$在$x \in \left( 0,1 \right)$上单调递增,

故$f\left( x \right)<f\left( 1 \right)=1 - 1+ln1=0$,

令$x=\frac{4}{5}$,则$1 - \frac{4}{5}+ln\frac{4}{5}<0$,即$ln\frac{4}{5}< - \frac{1}{5}$,

故$ - ln\frac{5}{4}< - \frac{1}{5}$,$ln\frac{5}{4}>\frac{1}{5}$,$\frac{5}{4}ln\frac{5}{4}>\frac{1}{5} \times \frac{5}{4}=\frac{1}{4}$,

所以$a>b$,

$c=2ln\left( sin\frac{1}{8}+cos\frac{1}{8} \right)=ln{\left( sin\frac{1}{8}+cos\frac{1}{8} \right)}^{2}=ln\left( 1+2sin\frac{1}{8}cos\frac{1}{8} \right)=ln\left( 1+sin\frac{1}{4} \right)$,

令$h\left( x \right)=x - sinx$,$x \in \left( 0,1 \right)$,

${h}^{'}\left( x \right)=1 - cosx>0$在$x \in \left( 0,1 \right)$上恒成立,

故$h\left( x \right)=x - sinx>h\left( 0 \right)=0$,所以$h\left( \frac{1}{4} \right)=\frac{1}{4} - sin\frac{1}{4}>0$,$\frac{1}{4}>sin\frac{1}{4}$,

则$c=ln\left( 1+sin\frac{1}{4} \right)<ln\left( 1+\frac{1}{4} \right)$,

构造$g\left( x \right)=ln\left( 1+x \right) - x$,$x \in \left( 0,1 \right)$,

${g}^{'}\left( x \right)=\frac{1}{1+x} - 1=\frac{ - x}{1+x}<0$在$x \in \left( 0,1 \right)$上恒成立,

故$g\left( x \right)=ln\left( 1+x \right) - x$在$x \in \left( 0,1 \right)$单调递减,

所以$g\left( x \right)=ln\left( 1+x \right) - x<g\left( 0 \right)=0$,

故$g\left( \frac{1}{4} \right)=ln\left( 1+\frac{1}{4} \right) - \frac{1}{4}<0$,故$ln\left( 1+\frac{1}{4} \right)<\frac{1}{4}$,

即$c=ln\left( 1+sin\frac{1}{4} \right)<ln\left( 1+\frac{1}{4} \right)<\frac{1}{4}=b$,

综上:$c<b<a$.

4、

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