1. 确定 $m$ 与 $n$ 的大小关系
由已知 lnm−lnn=2n−m,移项整理得 lnm+m=lnn+2n.
设函数 f(x)=lnx+x (x>0),
求导得 f′(x)=x1+1>0,所以 f(x) 在 (0,+∞) 上单调递增。
因为 n>1,所以 2n=n+n>n,
因此 f(m)=lnm+m=lnn+2n>lnn+n=f(n).
由于 f(x) 单调递增,故 m>n>1.
2. 判断结论①的真假
由 m>n>1,根据指数函数 y=(21)x 在 R 上单调递减,可得 (21)m<(21)n.
所以结论①正确。
3. 判断结论②的真假
比较 mn 与 m+1n+1 的大小,使用作差法:
mn−m+1n+1=m(m+1)n(m+1)−m(n+1)=m(m+1)mn+n−(mn+m)=m(m+1)n−m.
因为 m>n>1>0,所以 n−m<0,且 m(m+1)>0,
因此 mn−m+1n+1<0,即 mn<m+1n+1.
所以结论②错误。
4. 判断结论③的真假
因为 m>n>1,由对数换底公式可知:
logm2021=lnmln2021,logn2021=lnnln2021.
由于 m>n>1,则 lnm>lnn>0,所以 lnm1<lnn1.
因为 ln2021>0,所以 logm2021<logn2021.
所以结论③错误。
5. 判断结论④的真假
要证 m−n1>n−m1,只需证 m+m1>n+n1.
设函数 g(x)=x+x1 (x>1),
求导得 g′(x)=1−x21.
当 x>1 时, x2>1,所以 g′(x)>0,从而 g(x) 在 (1,+∞) 上单调递增。
由于 m>n>1,因此 g(m)>g(n),即 m+m1>n+n1 成立,
所以结论④正确。
综上所述,结论①④正确,故选 A。