2023年高考数学一轮复习重难点专题突破:专题01 玩转指对幂比较大小(解析版).pdf
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1、专题0 1玩转指对嘉比较大小【方法技巧与总结】(1)利用函数与方程的思想,构造函数,结合导数研究其单调性或极值,从而确定小b,c的大小.(2)指、对、幕大小比较的常用方法:底数相同,指数不同时,如a%和a?,利用指数函数y=标 的单调性;指数相同,底数不同,如 和只利用累函数)/=/单调性比较大小;底数相同,真数不同,如1。%勺 和lo g a X z利用指数函数1。%单调性比较大小;底数、指数、真数都不同,寻找中间变量0,1或者其它能判断大小关系的中间量,借助中间量进行大小关系的判定.(3)转化为两函数图象交点的横坐标(4)特殊值法(5)估算法(6)放缩法、基本不等式法、作差法、作商法、平方
2、法【题型归纳目录】题型一:直接利用单调性题型二:引入媒介值题型三:含变量问题题型四:构造函数题型五:数形结合题型六:特殊值法、估算法题型七:放缩法题型八:不定方程【典例例题】题型一:直接利用单调性例1.(20 22江西二模(文)已知a=bgb2,b =s讥=则 ,儿。的大小关系 是()A.a b c B.c b aC.a c bD.b c a【答案】C【解析】【分析】利用对数函数、三角函数、基函数的单调性比较大小即可.【详解】a=lo g/2 lo g 0 =1,因为y=sinxx e 0)是单调递增函数,所以0 b=sin c=gy (i y=i所以Q C 小故选:C.例 2.(20 22陕
3、西西安一模(理)已知b=bi(lg2),c =Eg(b i 2)则 a,,c 的大小关系是()A.c a b B.c b aC.a b c D.b c a【答案】A【解析】【分析】根据对数的性质比较大小【详解】先比较a,b,易知国2 V点故(句2)V m也 即b V Q又e 1 时 x lg x,0 x 1 时b i x 均:/有c Q故选:A例3.(20 22河南许昌高中高三开学考试(文)已知a n/。%/b =lo g在+式3-2夜),c=-2109 则a,b,c的大小关系为()A.a b c B.b c a C.cab D.bac【答案】D【解析】【分析】利用对数的运算可知b =-2,c
4、 =一|,再利用对数函数y=,o g 3X的单调性可比较大小,进而得解.【详解】b=lo g 在+1(3-2V2)=lo g 迎+1(夜 -1,=2 lo g 四 十 1&-1)=2 lo g+1 就=-21,c=一 2,*=2lO922 =21 11、又y=/。9 3%为定义域上的增函数,二一2=log3-a=log3-log3=-所以 q c.故选:D题型二:引入媒介值例 4.(20 22全国高三专题练习)若。=小 23,b=log 34,c =/o g 45,则a、b、c 的大小关 系 是()A.a b c B.b c aC.h a c D.c b 1,然后利用对数的运算化为同底并结合对
5、数函数的单调性,可比较出a,c的大小关系,a,b分别与中间值|比较,得出b,c 分别与中间值 比较,得出b:c,综合即可选出答案.4 4【详解】解:由题意,log2 3 log2 2=1,log3 4 log3 3=1,log4 5 log4 4=1,即 Q c 1,c=log4 5=log2z 5=o g2 5=log2 55=log2 V5iT iJ a=log2 3 log2 石,所以 Q c 1,a=log2 3 log2 2V2=j ,而人=log3 4 鼻 b 1,x =log3 34=log3 V?,b=log3 4=log3,而44 35,贝 Ij o g 3 l o g 3
6、疗,即b|,同理,=log4 44=log4 V?,c=log4 5=log4 而45 5 r 则log,舛log44F,B P|C,综上得:a|h c l,所以c h c 的 大 小 关 系 是()A.b a c B.c b aC.b c a D.c a b【答 案】C【解 析】【分 析】分别求出a,b,c的大致范围,即可比较a,b,c的大小.【详 解】由题意得,&=6;6。=1,故2 a l;2b=log7 8+log56 4 9=log7 5 6 -1 +2 log56 7=/o575 6 +bo-1,2 2因 log7 56 log?49=2,根据对勾函数得 lo7 5 6 +-2 4
7、-=3,因此 b 3-1 =c-Cz Wy/2;由勾股数可知72+242=2 5 2,又因7b+24=25c且b 2,故b c 2;因此b c a.故选:C.例6.(2022.广东茂名.模拟预测)已知a=sin2,b=m 2,c=2心,则。,b,c的大小关系是()A.cba B.a b c C.b a c D.b c sin =W Ze*4 3 3 3 =e3 24=2=)n e4 =3|n2 即 bbv(r0 十 J c b:囹27一 641、62司-=2甘,二 a c;4 64 2.a c b.故选:D.【点睛】本题关键是利用正弦函数的值域求出s i n 2 的范围,以9 n 式两个值作为
8、中间值,比较“、4 26、c 与中间值的大小即可判断a 氏 c的大小.例 7.(2 0 2 2全国高三专题练习)己知a =3 吗,b=log2 42 5,c=log2 52 6,则a,b,c的大小关系为A.a b c B.a c bC.c b a D.b c a【答案】D【解析】先由题,易知a =3 品 1,c =i o g 2 52 6 1,再将b,c 作商,利用对数的运算以及基本不等式,求得比值与1 作比较即可得出答案.【详解】因为,几:0,故a =3l nz 1,c=|Og2 52 6 1;=鬻 嗖=log25 2 6.log25 2 4 (皿 吟 空 吟 2 =1 Z o5(25+1)
9、.(2 5-l)2 1所以c c a故选D【点睛】本题考查了对数的运算以及基本不等式的综合,解题的关键是在于运算的技巧以及性质,属于中档偏上题型.例 8.(2 0 2 2.北京通州.模拟预测)已知a u l o g s g,b=I nn,c =b。,则a,b,c 的大小关系()A.b c a B.b a c C.c b a D.c a b【答案】A【解析】【分析】根据指数函数、对数函数的性质判断即可;【详解】解:因为-l =l o g 3 g l o g 3 g l o g 3 1 =0,即-1 a ,n e=l,即b 1,所以0 b。b =1,即0 c c a,故选:A题型三:含变量问题例
10、9.(2 0 2 2 全国高三专题练习)已知。(0 3),Oln(2 cos2 0-1)2,_ ln(cos 0-1)2(2 cos2 8-1)2 (cos 8-1)2b i(s*8-1)2(sin 1)2则a,瓦c 的大小关系为()A.b c aC.a b cB.a c bD.c a b【答案】A【解析】【分析】山 已 知 构 造 函 数/(%)=鬻 畜,可得;(X)的图象关于直线X =1 对称.再求导,运用导函数的正负研究函数的单调性,最后由角的范围得出三角函数的范围可得选项.【详解】由 题 可 设/(乃=若 9,因为/(2-x)=f(x),所以;(%)的图象关于直线4=1 对称.因为尸(
11、X)=21含”,当 x G(1,2)时,0 (x-1)2 1,所以 1 n(x -I)2 0,(x-I)3 0,所以/(x)0,所以/O)在(1,2)上单调递增,由对称性可知/(x)在(0,1)上单调递减.因为。G(0 ),所以0sin。三与 c o s 9 f(cos 0)=b;又 2cos0sin0|1,由对称性可知/(2 c o s?8)=f (2 2 c o s 2 8),且0 2 2 cos2 0 p 因为2 2 cos2 0-sin 0=2 sin2 0 sin 0=sin 0(2 sin 6 -1)V0,所以0 V 2 2 c o s2 6 sin9 又/(%)在(0,1)上单调
12、递减,所以 c =/(s 讥 8)V/(2 2 c o s 2 8)=/(2 c o s 2 e)=Q,所以h c 1,则 x,y,z 大小关系为()A.y x z B.x z y C.y z x D.x y z【答案】A【解析】【分析】根据给定条件,可得xl,z 3 W n x 0,-z 0,B P x l,z 1,则/(x)=l :0,函数/(x)在0,+0 0)上单调递增,有/(x)/=1 0,即I n x c x,从而当时,=等 福,令=g,(t)=l,y l,得y xl,所以y x z.故选:A【点睛】思路点睛:涉及不同变量结构相似的式子相等,细心挖掘问题的内在联系,构造函数,分析并
13、运用函数的单调性求解作答.例 11.(2 0 2 2天津高三专题练 习)已知x e(e T,l),记a =n%,b=G)屏,c =eM,则a,b,c 的大小关系是()A.a c b B.a b cC.c b a D.b c nx e Q,所以a c b,故选:A例 12.(2 0 2 2安徽合肥一中高三阶段练习(文)若 2?mm me B.me em mm C.me mm em D.em me mm【答案】D【解析】【分析】利用第指函数的单调性可得e7 小小,me mm,构造函数g(x)=x -e/n x (x 2),可得e m 7 n e,从而得到结果.【详解】当2 r n mm,me mm
14、,下面比较e7 7 1与 的 大 小,即比较m与e/n zn 的大小,考察函数g(x)-x-e l n x(x 2),g(x)=1 一5 =当2xe时,g3 0,.g(x)在(2,e)上单调递减,因为2 n i g(e)=0,即m e hi m 0 n m e所以e m m e,综上:当2m me mm.故 选:D例 1 3.(2 0 2 2.江苏.扬州中学高三阶段练 习)已知0 a /?(S i na)c o s/JB 1 0 gs i n C 0 Sa 1 0 gs inaC 0 S c-(c o sa)s i n a(c o s 夕)s MD-(c o s )S i n/?(s i 8
15、s 6【答案】C【解析】【分析】A.构造函数y =(sina)x,利用其单调性比较大小;B.构造函数y =k gs m a X,利用其单调性比较大小;C.构造函数y =(c o s a 尸及函数y =/加以 利用其单调性比较大小;D 将(c o s a)s d l o g s i na,判断ta n/?,3 小。s i n a 的大小关系即可.【详解】v 0 a /?,则0 s i n a V c o s a c o s ,s i n a s i n/?A因为函数y =(s 讥a 产在H上单调递减,故s 讥 出 。$讥公$6,A错误;B.因为函数y =,。9 5 山1%在(,+8)上单调递减,
16、H Llogs i n acosa (c 0 Sa)s i n/?(c o s H)s i n 0,C 正确;D.(c o s a)s M (s i n 8 s 0 =s i n Zn(C 0 Sa)cos p Z n(sjna),0 3 vsin 8-cos pA 0 tan 0 仇0 心)c os 0)=logcosa s i nan7l09C 0Sa Si na l09C 0Sa c o s a=1,:tanB b 0,a b =1,若 =092(。+%),z =a +g,则E og%(3x),E ogy(3y),E o&(3z)的大小关系为()A.logx(3x)logyy)logz(
17、3z)B.logyy)logx(_3x)logz(3z)C.logx(3x)logz(3z)logy(3y)D.logy(3y)logz(3z)logx(3x)【答案】D【解析】【分析】先化简 l o g )=l +,log、.(3y)=l +,log=(3z)=l +r ,log,x log3 x log3 y log3 z再根据x,y,z 的大小关系,利用对数函数的单调性即可得到其大小关系.【详解】因为 log.(3x)=,式=1 +,log v (3y)=1 +,log:(3z)=1 +,log3 x log3 x log3 y log3z函数y=i d _:在()和a,a)上均单调递减
18、,又 a b 0,a b =l,所以 a 1,0 b 1.而x =log 2(a +b),z =a +所以0 c x l,z 2,即yx,zx,可知 log x(3x)最小.由于=1 082(。+加=1 082,+:),2=2。=1 08222=1 082 4 ,所以比较真数a +2与4a 的大小关系.当a 1.时,a +2 y l,即1 +7+.综上,log、.(3y)b g-(3z)logr(3x).I og3 y log,Z故选:D.(多 选 题)例 1 5.(2022山东威海三模)若 a b 1,0 cm 1,贝!I()A.am bm B.ma mbC.log,a【答案】BCD.log
19、,m log;,m【解析】【分析】根据塞函数、指数函数、对数函数的单调性分别可判断A、B、C,结合C 和对数换底公式即可判断D.【详解】对于A,恭函数尸吊口(0 7 n b 1可知a1 b1,故 A 错误;对 于 B,.指数函数尸小 0 小 b l 可知故 B 正确;对于C,对 数 函 数 尸 log m久(0 小 b 1可知 log”,a log,b,故 C 正确;对于 D,由C 可知log,“alog,4.1.,g|J log,m log,m,故 D 错误.log,a log,b故选:BC.(多选题)例 16.(2022.广东佛山三模)已 知 则 下 列 不 等 式 成 立 的 是()A.
20、logab 1 C.alnb b In b【答案】BC【解析】【分析】作差法判断选项A;利用对数函数单调性判断选项B;利用基函数指数函数对数函数的单调性去判断选项C;举反例排除选项D.【详解】选项A:logufe-log/;a=lgb _ Iga _ lg%-g2 a _(lgb lgq)(lg&+ga)Iga lgt Igalgb galgb由0力。1,可得(g b ,g a 0,lg b lg a 0,lg b+lg a 0,logab 1。外。.判断错误;选项B:由0 a l,可得y=/o g aX为(。,+8)上减函数,又 0 b log.a=1 .判断正确;选项C:由0 a l,可知
21、y=a*为 R 上减函数,又b a。由a 0,可知y=x。为(0,+8)上增函数,又b 又 丁 =bix为(0,+8)上增函数,则 戒 仇b。,贝 la伍b b/n a.判断正确;选项 D:令。=-,b=f,贝 iJOvbvqvl,e ea I n a=-ln-=-blnb=-Z n-7=e e e e ez则a I na-b I n b=一+5=r ,即a I na bln b.判断错误.故选:BC题型四:构造函数例1 7.(2022辽宁实验中学模拟预 测)若。=s i n 1 +t a n 1,b=2,c =/n 4+则a,b,c的大小关系为()A.cha B.cah C.a b c D.
22、b c c,再构造函数g(x)=sinx+tanx-2x,x6(0,0,利用导数说明函数的单调性,即可判断“/,即可得解;【详解】解:令/=2 m%+-%,则/(%)=:+妥 1 =三 尹=与 义 三(),则/在定义域(0,+8)上单调递减,所以/(2)V/(l)=0,即2/2+3-2 0,所 以)4+c,令g(%)=s i n x +t a n%2%,则“()=cosx+加:.-2=cos x 2:os+1,因为%(0二),所以COS X (0,1),令九(%)=/2/+1,%(0,1),则h(x)=3x2 4x =x(3x -4)九(1)=0,所以g(x)0,即g(x)在(0,9 上单调递
23、增,所以g(l)g(0)=0,即s i n 1 +t a n 1 -2 0,即s i n 1 +t f m 1 2,即a b,综上可得abc;故选:A例1 8.(2022全国高三专题练习)己知a =y,b=黑,c=sin 0.1,则a,b,c的大小关系正确的是()A.a b c B.c a b C.a c b D.b a c【答案】B【解析】【分析】作差法比较出a b,构造函数,利用函数单调性比较出c a,从而得出c a b.【详解】j 0.3 0.9 0.37T-0.9 0.3X3-0.9 n、八 ,T7.0 一匕=7 一荔=-=0,所以 a 0,故,h,又八x)=nsinx-3%,则 f
24、(x)=TTCOS X-3在x E(0,上单调递减,又/(0)=兀 一 3 0,/()=亨 一3 0,在 W1 0,9 时,/(%)0,所以又因为/(0)=0,所以当 6(0,3时,/(%)=nsinx-3x 0,其 中 因 为 看 所 以 1 W(O*o),所 以/岛)=T T S出0.1n Q0.3 0,故 s in 0.1 ,即 c a b.7 1故选:B例 19.(20 22河南洛阳三模(理)己知。=8 叱b=9-c =108,则a,b,c 的大小关系 为()A.b c a B.b a c C.a c b D.a b c【答案】D【解析】【分析】构造函数/1(x)=(18 -x,x 8
25、,求其单调性,从而判断a,b,c 的大小关系.【详解】构造/()=(18 幻仇,%8,/(x)=/n%4-y 1,/(%)=/x +竺1 在8,+8)时为减函数,且/(8)=/n 8 +-1=-/n 8 -X 4 4 4lne2=-2 0,4所 以/Q)=-/nx+y-l f(9)/(10),即 10 m8 9 仇9 8)1 0,所以8 1。9 9 1。8,即a b 0故选:D【点睛】对于指数式,对数式比较大小问题,通常方法是结合函数单调性及中间值比较大小,稍复杂的可能需要构造函数进行比较大小,要结合题目特征,构造合适的函数,通过导函数研究其单调性,比较出大小.例 20.(20 22河南模拟预
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