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比较大小(对数无理数)

1.下列不等式中正确的是(    )

A.$ln3>\sqrt{3}ln2$ B.$ln \pi <\sqrt{\frac{\mathrm{~\pi~}}{\text{e}}}$ C.${2}^{\sqrt{15}}>15$ D.$3\text{eln}2<8$

解:令$f\left( x \right)=\frac{lnx}{x}$,则${f}^{'}\left( x \right)=\frac{1 - lnx}{{x}^{2}}$,令${f}^{'}\left( x \right)=0$,得$x=\text{e}$,

当$x \in (0,\text{e})$,${f}^{'}\left( x \right)>0$,得$f\left( x \right)$在$(0,\text{e})$上单调递增,当$x \in (\text{e},+ \infty )$,${f}^{'}\left( x \right)<0$,$f\left( x \right)$在$(\text{e},+ \infty )$上单调递减,

所以对于A,$f\left( 2 \right)>f\left( \sqrt{3} \right)$,即$\frac{ln2}{2}>\frac{ln\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$,即$\sqrt{3}ln2>2ln\sqrt{3}=ln3$,故A错误;

对于B,$f\left( \sqrt{\mathrm{~\pi~}} \right)>f\left( \sqrt{\text{e}} \right)$,即$\frac{ln\sqrt{\mathrm{~\pi~}}}{\sqrt{\mathrm{~\pi~}}}>\frac{ln\sqrt{\text{e}}}{\sqrt{\text{e}}}$,所以可得$ln \pi >\sqrt{\frac{\mathrm{~\pi~}}{\text{e}}}$,故B错误;

对于C,$f\left( \sqrt{15} \right)>f\left( 4 \right)$,即$\frac{ln\sqrt{15}}{\sqrt{15}}>\frac{ln4}{4}=\frac{ln2}{2}$,即$ln15=2ln\sqrt{15}>\sqrt{15}ln2$,所以$ln15>ln{2}^{\sqrt{15}}$,所以${2}^{\sqrt{15}}<15$,故C错误;

对于D,${\text{e}}^{2}<{2.74}^{2}=7.5076<8$,所以$\text{e}<\sqrt{8}$,所以$f\left( \sqrt{8} \right)<f\left( \text{e} \right)$,即$\frac{ln\sqrt{8}}{\sqrt{8}}<\frac{lne}{\text{e}}$,即$\frac{\frac{3}{2}ln2}{2\sqrt{2}}<\frac{1}{\text{e}}$,即$\frac{3\text{e}}{2}ln2<2\sqrt{2}$,所以$3\text{eln}2<4\sqrt{2}<8$,故D正确.故选:D.

2.已知$a=\frac{9}{2}{log}_{3}\text{e},b=\frac{8}{3}{log}_{2}\text{e},c=\frac{{\text{e}}^{2}}{2}$,则(    )

A.$a>b>c$ B.$a>c>b$

C.$b>c>a$ D.$c>a>b$

解 $ a=\frac{9}{2}{log}_{3}\text{e}=\frac{9}{2} \cdot \frac{lne}{ln3}=\frac{9}{ln9}$,$b=\frac{8}{3}{log}_{2}\text{e}=\frac{8}{3} \cdot \frac{lne}{ln2}=\frac{8}{ln8}$,$c=\frac{{\text{e}}^{2}}{2}=\frac{{\text{e}}^{2}}{ln{\text{e}}^{2}}$,

设$f\left( x \right)=\frac{x}{lnx}$,则${f}^{'}\left( x \right)=\frac{lnx - 1}{{\left( lnx \right)}^{2}}$,当$x \in \left( \text{e},+ \infty \right)$时,${f}^{'}\left( x \right)>0$,函数单调递增,

故$f\left( 9 \right)>f\left( 8 \right)>f\left( {\text{e}}^{2} \right)$,即$a>b>c$.故选:A

3.已知$a=\frac{2}{\text{e}},b=\text{ln}2,c={\text{log}}_{8}6$,则(    )

A.$a>c>b$ B.$b>a>c$

C.$c>a>b$ D.$c>b>a$

解 $a=\frac{2}{\text{e}}=\frac{2lne}{\text{e}}$,$b=\text{ln}2=\frac{2ln2}{2}=\frac{2ln4}{4}$,

构造$f\left( x \right)=\frac{lnx}{x}$,$x \geq \text{e}$,

则${f}^{'}\left( x \right)=\frac{1 - lnx}{{x}^{2}} \leq 0$在$x \geq \text{e}$上恒成立,

故$f\left( x \right)=\frac{lnx}{x}$在$x \geq \text{e}$上单调递减,

所以$\frac{lne}{\text{e}}>\frac{ln4}{4}$,

故$\frac{2lne}{\text{e}}>\frac{2ln4}{4}$,即$a>b$,

而${\text{log}}_{8}6 - \frac{3}{4}=\frac{ln6}{3ln2} - \frac{3}{4}=\frac{4ln6 - 9ln2}{12ln2}=\frac{ln{6}^{4} - ln{2}^{9}}{12ln2}$,

其中${6}^{4}=1296,{2}^{9}=512$,所以${\text{log}}_{8}6 - \frac{3}{4}=\frac{ln{6}^{4} - ln{2}^{9}}{12ln2}>0$,

即${\text{log}}_{8}6>\frac{3}{4}$,

令$h\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 - x - \frac{{x}^{2}}{2} - \frac{{x}^{3}}{6}$,$x \geq 0$,

则${h}^{'}\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 - x - \frac{{x}^{2}}{2}$,令$j\left( x \right)={h}^{'}\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 - x - \frac{{x}^{2}}{2}$,

则${j}^{'}\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 - x$,令$k\left( x \right)={j}^{'}\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 - x$,

则${k}^{'}\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 \geq 0$在$x \geq 0$上恒成立,

所以${j}^{'}\left( x \right)={\text{e}}^{x} - 1 - x$在$x \geq 0$上单调递增,

因为${j}^{'}\left( 0 \right)=0$,所以${j}^{'}\left( x \right) \geq 0$在$x \geq 0$上恒成立,故${h}^{'}\left( x \right)$在$x \geq 0$上单调递增,

因为${h}^{'}\left( 0 \right)=0$,所以${h}^{'}\left( x \right) \geq 0$在$x \geq 0$上恒成立,故$h\left( x \right)$在$x \geq 0$上单调递增,

故$h\left( x \right) \geq h\left( 0 \right)\text{=0}$在$x \geq 0$上恒成立,所以$h\left( 1 \right)=\text{e} - 1 - 1 - \frac{1}{2} - \frac{1}{6}>0$,

故$\text{e}>\frac{8}{3}$,$\frac{2}{\text{e}} - \frac{3}{4}<0$,所以$\frac{2}{\text{e}}<\frac{3}{4}$,故$a<c$,

故$c>a>b$.

5.已知$a=\frac{9 - e}{3+e}$,b=ln3,$c=2ln2 - \frac{2}{7}$,则

A.c>b>a B.a>b>c C.c>a>b D.b>a>c

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