内容正文:
第8讲 指、对、幂大小比较
[课标要求]函数“比大小”是非常经典的题型,难度不定,方法多样,很受命题者青睐.每年高考基本会出现,难度逐年上升.高考命题中,常常在选择题中出现,往往将幂函数、指数函数、对数函数、三角函数等混在一起,进行排序.这类问题的解法可以从代数和几何两个方面加以探寻,即利用函数的性质与图象解答.
(1)底数相同,指数不同时,如和,利用指数函数y=ax的单调性比较大小;
(2)指数相同,底数不同时,如和,利用幂函数y=xa的单调性比较大小;
(3)底数相同,真数不同时,如logax1和logax2,利用对数函数y=logax的单调性比较大小.
1.(2024·天津)若a=4.2-0.3,b=4.20.3,c=log4.20.2,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.c>a>b D.b>c>a
2.(2023·全国甲卷)已知函数f=.记a=f,b=f,c=f,则 ( )
A.b>c>a B.b>a>c
C.c>b>a D.c>a>b
3.(2023·天津)设a=1.010.5,b=1.010.6,c=0.60.5,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.c<b<a D.c<a<b
4.(2022·天津)已知a=20.7,b=,c=log2,则 ( )
A.a>c>b B.b>c>a
C.a>b>c D.c>a>b
5.(2022·全国甲卷)已知9m=10,a=10m-11,b=8m-9,则 ( )
A.a>0>b B.a>b>0
C.b>a>0 D.b>0>a
直接法比较大小
角度1 利用函数的性质
【例1】(2024·内蒙古鄂尔多斯模拟)已知a=,b=log8,c=,则 ( )
A.b<a<c B.a<c<b
C.b<c<a D.a<b<c
角度2 找中间值
【例2】设a=0.20.5,b=log53,c=50.2,则a,b,c的大小关系是 ( )
A.a<b<c B.a<c<b
C.c<b<a D.c<a<b
角度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
利用特殊值作“中间量”
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进行估计,例如log23,易知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.
【对点训练1】(1)(2024·天津宁河区模拟)设a=,b=,c=log0.50.3,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.c<b<a B.a<b<c
C.b<a<c D.c<a<b
(2)(2025·天津模拟)设a=log2π,b=loπ,c=,则 ( )
A.a>b>c B.b>a>c
C.a>c>b D.c>b>a
利用指数、对数及幂的运算性质化简比较大小
角度1 作差法
【例4】设a=log62,b=log123,c=log405,则 ( )
A.a<b<c B.b<a<c
C.c<a<b D.a<c<b
角度2 作商法
【例5】(2025·四川成都模拟)若a=,b=,c=lo,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>a>b D.c>b>a
角度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
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,结合指数、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、对数的公式、性质,尽量将比较的对象转化为某一部分相同的形式.
【对点训练2】(1)已知正数a,b,c满足2 024a=2 025,2 025b=2 024,ec=2,下列说法正确的是 ( )
A.logac>logbc
B.logca>logcb
C.ac<bc
D.ca<cb
(2)若a=,b=log147,c=log126,则 ( )
A.a>b>c B.b>c>a
C.c>b>a D.a>c>b
角度4 构造函数
【例7】若ln x-ln y>y2-x2,则 ( )
A.ex-y>1 B.ex-y<1
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
(1)从题目条件出发,探求比较对象的关系.
(2)根据条件等式的结构特征,发现同构特点,构造函数.
【对点训练3】已知实数a,b,c满足a2+log2a=0,2 025-b=log2 025b,c=log7,则 ( )
A.a<b<c B.c<a<b
C.b<c<a D.c<b<a
1.已知a=3log83,b=-lo16,c=log45,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a>b>c
B.c>a>b
C.a>c>b
D.c>b>a
2.设a=20.7,b=,c=log2,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a<b<c
B.c<a<b
C.b<c<a
D.c<b<a
3.已知a=log32,b=log52,c=,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.a<b<c
B.b<a<c
C.c<a<b
D.c<b<a
4.已知a=log2,b=log2,c=,则 ( )
A.a>b>c
B.c>b>a
C.a>c>b
D.b>c>a
5.(2025·山东青岛模拟)已知正数a,b,c满足aea=bln b=ecln c=1,则a,b,c的大小关系为 ( )
A.c<a<b
B.c<b<a
C.a<b<c
D.a<c<b
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第8讲 指、对、幂大小比较
【强基础·知识梳理】
高考溯源
1.B 2.A 3.D 4.C 5.A
【精准练·题型剖析】
[例1]A
解析:由于y=0.7x是R上的减函数,
则0<0.<0.70=1,所以0<a<1,
由于y=log8x是(0,+∞)上的增函数,
则log8<log81=0,所以b<0,
由于y=4x是R上的增函数,
则>40=1,所以c>1,
所以b<a<c.
[例2]A
解析:0<a=0.20.5=<=,
1>b=log53>log5=,
c=50.2>50=1,所以a<b<c.
[例3]C
解析:取特殊值,令a=4,b=2,c=,
则ac=,bc=,∴ac>bc,故A错误;
abc=4×=,bac=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.
[对点训练1](1)B (2)C
解析:(1)因为a=,b==,
易知函数y=2x在R上是增函数,
又-0.5<-0.3<0,所以a<b<20=1,
又易知y=log0.5x在(0,+∞)上是减函数,
所以c=log0.50.3>log0.50.5=1.
综上,a<b<c.
(2)依题意,a=log2π>log22=1,b=loπ<lo1=0,0<c=<π0=1,所以a>c>b.
[例4]D
解析:∵=log312=1+log34=1+=1+,
=log540=1+log58=1+=1+,
∴-=-
=
=
=<0,
∴<,
又b>0,c>0,∴b>c;
∵=1+log58<1+log5
=1+log5=,∴c>,
∵=log26=1+log23>1+log2
=1+log2=,∴a<,
∴a<c.∴a<c<b.
[例5]D
解析:因为0<a=<30=1,
0<b=<=1,
令==×=×,
而=×12
=3×=<1,
即×<1,所以a<b,
又因为c=lo=lo>lo=lo=1,所以c>b>a.
[例6]D
解析:因为53=125>3=81,所以5>,
所以log35>log3=,即a>c.
因为73=343<3=625,所以7<,
所以log57<log5=,即b<c.
所以a>c>b.
[对点训练2](1)D (2)A
解析:(1)∵2 024a=2 025,2 025b=2 024,ec=2,
∴a=lo2 025>1,b=lo2 024<1,c=ln 2<1,
∴a>1,0<b<1,0<c<1,
∴logac<0,logbc>0,∴logac<logbc,故A错误;
∵0<c<1,a>b,∴logca<logcb,ac>bc,ca<cb,故B,C错误,D正确.
(2)a=====,
b=log147=1-log142=1-,
c=log126=1-log122=1-,
因为4log142=log1424=log1416>1,则log142>,
所以1-log142<1-=,即b<a;
而ln 2>0,ln 14>ln 12>0,所以<,
所以1->1-,即b>c,
综上,a>b>c.
[例7]A
解析:若ln x-ln y>y2-x2,可得x2+ln x>y2+ln y,且x,y>0,
令f(x)=x2+ln x,x>0,
因为y=x2,y=ln x在(0,+∞)上单调递增,可知y=f(x)在(0,+∞)上单调递增,
由x2+ln x>y2+ln y,
即f(x)>f(y),可得x>y>0.
对于A,B,因为x>y>0,则x-y>0,
且y=ex 在R上单调递增,所以ex-y>e0=1,故A正确,B错误;
对于C,D,假设x=2,y=1,满足x>y>0,但ln|x-y|=ln 1=0,故C,D错误.
[对点训练3]B 解析:设f(x)=x2+log2x,易知f(x)在(0,+∞)上单调递增,又f=-<0,f(1)=1>0,所以<a<1.设g(x)=-log2 025x,易知g(x)在(0,+∞)上单调递减,又g(1)=>0,g(2 025)=-1<0,所以1<b<2 025.因为c=log7<log7=,所以c<.综上可知,c<a<b.
【提能力·模拟精练】
1.A 2.D 3.B 4.C 5.D
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