内容正文:
第九节 指、对、幂的大小比较
[重点解读] 指数与对数是高中一个重要的知识点,也是高考必考考点,其中指数、对数及幂的大小比较是近几年的高考热点和难点,主要考查指数、对数的互化、运算性质,以及指数函数、对数函数和幂函数的性质,一般以选择题或填空题的形式出现在压轴题的位置.
题型一 直接法比较大小
命题点1 利用函数的性质
[例1] (2025·郑州质检)设a=0.80.8,b=0.80.9,c=0.90.8,则a,b,c 的大小关系是( )
A.c>b>a B.a>b>c
C.a>c>b D.c>a>b
答案 D
解析 令f(x)=0.8x,
由指数函数的单调性可知f(x)在R上单调递减,
又因为0.8<0.9,
所以f(0.8)>f(0.9),
即0.80.8>0.80.9,
所以a>b,
令g(x)=x0.8,
由幂函数的性质可知g(x)=x0.8 在(0,+∞)上单调递增,
又因为0.8<0.9,
所以g(0.8)<g(0.9),所以0.80.8<0.80.9,
即a<c,
所以b<a<c.故选D.
命题点2 找中间值
[例2] (2025·无锡模拟)已知a=log72,b=,c=0.60.4,则a,b,c的大小关系是( )
A.a<c<b B.a<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
答案 A
解析 ∵0=log71<log72<log7=,
∴0<a<.
∵=log0.70.1>log0.70.7=1,∴b>1.
∵1=0.60>0.60.4>0.50.4>0.51=,
∴<c<1.∴a<c<b.
命题点3 特殊值法
[例3] 已知a>b>1,0<c<,则下列结论正确的是( )
A.ac<bc B.abc<bac
C.alogbc<blogac D.logac<logbc
答案 C
解析 取特殊值,令a=4,b=2,c=,
则ac=4,bc=2,∴ac>bc,故A错误;
abc=4×2=2,bac=2×4=2,
∴abc>bac,故B错误;
logac=log4=-1,logbc=log2=-2,
alogbc=-8,blogac=-2,
∴alogbc<blogac,logac>logbc,故C正确,D错误.
利用特殊值作“中间量”比较大小
在指数、对数中通常可优先选择“-1,0,,1”对所比较的数进行划分,然后再进行比较,有时可以简化比较的步骤,也有一些题目需要选择特殊的常数对所比较的数的值进行估计,例如log23,可知1=log22<log23<log24=2,进而可估计log23是一个1~2之间的小数,从而便于比较.
[即时训练]
(1)(2025·龙岩模拟)已知a=0.30.2,b=0.30.1,c=log0.33,则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.b<c<a
答案 C
解析 由y=0.3x为减函数,
得0<a=0.30.2<0.30.1=b<0.30=1,
由y=log0.3x为减函数,得c=log0.33<log0.31=0,
∴c<a<b.
(2)(2025·镇江模拟)若a=2,b=log2,c=sin ,则a,b,c的大小关系为( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>a>c D.b>c>a
答案 B
解析 ∵a=2 >20=1,且b=log2<log21=0,
又∈,∴c=sin ∈(0,1),∴a>c>b.
题型二 利用指数、对数及幂的运算性质化简比较大小
命题点1 作差法
[例4] (2025·枣阳模拟)已知a=log34,b=log45,c=log56,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.b>c>a D.c>a>b
答案 A
解析 ∵a=log34=,b=log45=,
c=log56=,
∴a-b=-=>=
=>0,
∴a>b,
又b-c=-=>=
=>0,
∴b>c,故a>b>c.
命题点2 作商法
[例5] 已知a=0.40.3,b=0.30.3,c=0.30.4,则( )
A.a>c>b B.a>b>c
C.c>a>b D.b>c>a
答案 B
解析 ∵y=0.3x是减函数,∴0.30.3>0.30.4,即b>c>0,又==>1,即a>b,∴a>b>c.
命题点3 乘方法
[例6] 已知a=log35,b=log57,c=,则( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>b>a D.a>c>b
答案 D
解析 因为53=125>(3)3 =81,所以5>3,
所以log35>log33 =,即a>c.
因为73=343<(5)3 =625,所以7<5,
所以log57<log55 =,即b<c.所以a>c>b.
命题点4 对数法
[例7] 已知a=,b=,则a,b的大小关系为________.
答案 a<b
解析 构建函数f(x)=x ln (x>0),
则f′(x)=ln -,
令g(x)=ln -(x>0),
则g′(x)=-<0,
可知f′(x)在(0,+∞)上单调递减,
又当x→+∞时,f′(x)→0,
所以f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以f(2 025)>f(2 024),即a<b.
求同存异法比较大小
如果两个指数或对数的底数相同,则可通过真数的大小与指数、对数函数的单调性判断出指数或对数的大小关系,要熟练运用指数、对数公式、性质,尽量将比较的对象转化为某一部分相同的形式.
[即时训练]
(1)已知a=2100,b=365,c=930,则a,b,c的大小关系是(参考数据:lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.b>c>a D.c>b>a
答案 B
解析 因为a=2100,
所以lg a=lg 2100=100lg 2≈30.1,
因为b=365,
所以lg b=lg 365=65lg 3≈31.011 5,
因为c=930=360,
所以lg c=lg 360=60lg 3≈28.626,
所以lg b>lg a>lg c,所以b>a>c.
(2)已知x,y,z为正数,且2x=3y=5z,则( )
A.3y<2x<5z B.2x<3y<5z
C.3y<5z<2x D.5z<2x<3y
答案 A
解析 令2x=3y=5z=k(k>1),
则x=log2k,y=log3k,z=log5k,
所以==·=>1,
则2x>3y,
==·=<1,则2x<5z.
所以3y<2x<5z.
学科网(北京)股份有限公司
$$