每日一题[4251]比大小

已知 $\dfrac{a-\ln 2}{\ln \sqrt{3}}=\dfrac{2^b-\ln 3}{\ln 4}=\dfrac{c^2-\ln 6}{\ln 2}$,若 $b-1=\log _2 a$,则正数 $a, b, c$ 的大小关系是(       )

A.$a<c<b$

B.$c<a<b$

C.$a<b<c$

D.$b<a<c$

答案    C.

解析    设题中比例式的比值为 $x$,则\[\begin{cases} a=\frac x2\ln 3+\ln 2,\\ 2^b=2x\ln 2+\ln 3,\\ c^2=(x+1)\ln 2+\ln 3,\end{cases}\]于是\[b-1=\log_2a\iff 2a=2^b\iff x\ln 3+2\ln 2=2x\ln 2+\ln 3\iff x=1,\]于是\[\begin{cases} a=\ln 2+\frac 12\ln 3=\frac 12\ln 12,\\ 2^b=2\ln 2+\ln 3=\ln 12,\\ c^2=2\ln 2+\ln 3=\ln 12,\end{cases}\]设 $a(x)=2x$,$b(x)=2^x$,$c(x)=x^2$,则 $a,b,c$ 分别为函数 $a(x),b(x),c(x)$ 与直线 $y=\ln 12$ 交点的横坐标.如图,注意到函数 $b(x),c(x)$ 均为下凸函数,函数 $b(x)$ 与直线 $a(x)$ 交于 $(1,2),(2,4)$,函数 $c(x)$ 与直线 $a(x)$ 交于 $(0,0),(2,4)$,函数 $b(x)$ 与函数 $c(x)$ 交于 $(2,2),(4,16)$(且二者在第一象限只有 $2$ 个公共点),可得 $a<b<c$.

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