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特训 02 比较大小的六大技巧(五大题型)
技巧一:构造函数法
根据题目所给数的特点,寻求某个函数作为模型,然后将各数统一到一个模型中,利用函数的单
调性比较大小。
技巧二:中间量法
技法归纳
当两个数或式直接比较大小比较困难时,我们可以尝试引用中间量辅助判断.中间量是一种辅助
手段,选取的中间量也是因题而异,要多观察题目本身的特点,经过适当的转化,找到恰当的中间
量,完成判断.
技巧三:图像法
在同一个坐标系中画出两函数的图像,确定图像的交点,在相邻两个交点之间观察图像的高低,
进而确定函数值的大小。
技巧四:特值法
根据题意巧赋特值可快速比较大小;特殊值法是解决一些客观题的重要法宝。
技巧五:函数模型法
f(x)= 的图像如图所所示
(1)f(x)= 在区间(0,e)上单调递增,在区间(e,+∞)上单调递减;当x=e时,取得最
大值 .
(2)f(2)=f(4)
(3) 与 (a>b>0)的大小关系:当e>a>b>0时, > ;当a>b>e时, < 。
记忆口诀:大指小底(大于e看指数,小于e看底数)技巧六:作差(商)法
目录:
01 混合式的大小比较 、利用函数的单调性比较大小
02 对数式的大小比较 、利用函数的单调性比较大小
03 构造函数、利用导数比较大小
04 利用导数,函数的单调性、奇偶性、对称性比较大小
05 不等式与利用函数性质比较大小比较综合
01 混合式的大小比较 、利用函数的单调性比较大小
1.(2024·天津·一模)已知 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由幂函数和对数函数的单调性即可得出答案.
【解析】因为 ,
, ,
因为 在 上单调递增,
所以 ,所以 .
故选:B.
2.(2024·安徽·三模)若 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D【分析】根据对数函数的性质 ,可比较 ,然后 再与2比较大小,可得结果.
【解析】依题意, ,故 ;而 ,
故 ,
故选:D.
3.(2024·山东潍坊·二模)已知 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据对数函数和指数函数单调性并结合中间量0和1即可比较大小.
【解析】 , , ,
所以 ,
故选:A.
4.(2024·宁夏银川·三模)已知 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据 , , 的单调性,分别判断 的大概范围,即可得出大
小.
【解析】由题知 , , ,因为 在定义域内单调递增,
所以 ,即 ,
因为 在定义域内单调递减,所以 ,即 ,
因为 在 上单调递减,所以 ,即 ,
综上: .
故选:D5.(2024·山东聊城·三模)设 ,则 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据对数运算性质及对数函数单调性比较大小即可.
【解析】因为函数 在 上单调递增,
故 ,
又 ,
所以 .
故选:A
02 对数式的大小比较 、利用函数的单调性比较大小
6.(2024·内蒙古呼和浩特·二模)设 , , ,则 、 、 的大小关系为
( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】利用对数的性质,结合对数函数的单调性求解.
【解析】 ,
,
,
因为 ,所以 ,
因为 ,
,
所以 ,所以 .
故选:D.
7.(23-24高三下·陕西西安·阶段练习)已知 , , ,则 , , 的大
小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据对数运算得 ,利用对数函数的单调性得 ,根据不等式的性质可得 ,从而可得
结果.
【解析】因为 , ,∴ ,
因为 ,∴ ,
∴ .
故选:D.
8.(20-21高三上·广西·阶段练习)已知实数 、 满足 ,下列五个关系式:① ,②
,③ ,④ ,⑤ .其中不可能成立的关系式有 个.
【答案】
【解析】设 ,可得出 , ,分 、 、 三种情况讨论,利用幂函
数 在区间 上的单调性可得出结论.
【解析】设 ,可得 , .
(1)当 时, 由于幂函数 在区间 上为减函数,则 ,即 ,③成
立;
(2)当 时,则 ,⑤成立;(3)当 时,由于幂函数 在区间 上为增函数,则 ,
即 ,②成立.
因此,不可能成立的为①④.
故答案为: .
【点睛】本题考查利用幂函数的单调性比较大小,同时也考查了对数式与指数式相互转化,属于中等题.
9.(2024·四川成都·二模)若 ,则 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】做差法比较 的大小,利用对数的性质比较 的大小.
【解析】 ,
因为 ,所以 ,即 ,
, ,
则 ,即 ,
所以 .
故选:D.
03 构造函数、利用导数比较大小
10.(23-24高二下·湖南衡阳·期中)已知 ,则 的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】观察 的式子结构,构造函数 ,利用导数判断 的单调性,从而得到 ,再利
用对数函数的单调性判断出 ,从而得解.
【解析】因为 ,,构造函数 ,则 ,
当 时, 单调递增,
当 时, 单调递减,
因为 ,所以 ,即 ,即 ,所以 ;
又 ,所以 ,即 .
综上, .
故选: .
11.(2023·辽宁抚顺·模拟预测)已知 , , ,则在 , , , ,
, 这6个数中,值最小的是 .
【答案】
【分析】首先利用对数的性质得到 且 ,构造 并利用导数研究其在
上的单调性可得 ,进而有 ,结合6个数的正负只需判
断 、 大小,作商法 判断与1的大小关系,即可得答案.
【解析】由 ,
且 ,
所以 ,故 ,构造 ,令 ,则 ,则 ,
所以 在 上递减,故 ,故 ,即 ;
综上, ,
6个数中,正数有 、 ,负数有 、 ,
所以只需比较 、 大小,又 ,而 ,
所以 ,
由 ,故 ,即 , .
综上,值最小的是 .
故答案为:
【点睛】关键点点睛:由对数的性质得到 且 ,利用对数均值不等式确定
的范围,结合不等式性质找到最小数.
12.(23-24高三上·河北·期末)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B【分析】由题意构造 , ,结合 与 的大小关系与单调性得
,从而利用对数函数的单调性和运算性质得到答案.
【解析】令 , ,
当 时, ,当 时, .
在 上 , ,
所以 , 在 上均单调递增,
由 ,即 可得 ,
因为幂函数 在 上单调递增,所以 ,
指数函数 在R上单调递减,所以 ,
综上可知, .
又因为对数函数 在 上单调递增,
所以 ,即 .
故选:B.
13.(23-24高三下·黑龙江大庆·阶段练习)已知 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】设 ,根据函数的单调性比较 ,再根据 作差比较大小的思想,设
, ,利用函数的导数讨论函数的单调性得出 ,再结合 的具体值得出
结果.
【解析】设 ,则 ,当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递增;
又 ,所以 ,
所以 ;
, ,
设 , ,
,所以函数 在区间 上单调递减,
所以 ,
所以 ,又 ,
所以 ,则 ,
综上, .
故选:C.
14.(23-24高二下·安徽宿州·期中)已知 , , (e为自然对数的底数),则实数
的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据 式子特点,构建函数 ,利用导数判断函数 的单调性,利用函数单调性
比较 大小,再由 的单调性比较 大小,则可得结果.【解析】令 ,则 ,
故当 时, , 单调递增,
当 时, , 单调递减,
而 , ,
因为 , ,故 ,
因为函数 在 上为增函数,
而 ,且 ,
所以 ,所以 ,
所以 .
故选:A.
15.(2024·安徽·三模)已知 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数 ,利用导数求取单调性可得 、 之间大小关系,构造函数
,利用导数求取单调性可得 、 之间大小关系,即可得解.
【解析】由 ,
即 ,
令 ,
则 在 上恒成立,
故 在 上单调递增,则有 ,即 ,
令 ,
则 在 上恒成立,
故 在 上单调递减,
则有 ,即 ,
故 .
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于构造出函数 、 ,以比较 、 与 、
之间大小关系.
16.(2024·湖北黄冈·二模)已知 分别满足下列关系: ,
则 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】将指数式化成对数式,利用换底公式,基本不等式可推得 ,利用指对数函数的单调性,通过
构造函数判断单调性可推得 ,最后利用正切函数的单调性可得 .
【解析】由 可得
因 ,
又 ,故 ,即 ;
因 ,则 由 ,由函数 , ,因 时, ,
即函数 在 上单调递减,则有 ,故得 ;
由 ,而 ,即 ,
综上,则有 .
故选:B.
【点睛】方法点睛:解决此类题的常见方法,
(1)指、对数函数的值比较:一般需要指对互化、换底公式,以及运用函数的单调性判断;
(2)作差、作商比较:对于结构相似的一般进行作差或作商比较,有时还需基本不等式放缩比较;
(3)构造函数法:对于相同结构的式子,常构造函数,利用函数单调性判断.
04 利用导数,函数的单调性、奇偶性、对称性比较大小
17.(2024·辽宁·二模)已知定义在R上的函数 ,设 , ,
,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数并判断奇偶性,通过导函数求出函数的单调区间,根据函数单调性比较大小即可
【解析】令 ,因为 ,
所以 为偶函数.
,
因为当 时, , ,此时 ,
所以 在 上单调递增.
因为 , ,
,因为 , , ,
所以 ,所以 ,
即 .
故选:A.
18.(2024·山东菏泽·一模)已知 ,其中 是奇函数且在 上为增函数,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】判断函数 的奇偶性和单调性,继而判断 的取值范围和大小关系,结合
函数的奇偶性和单调性,即可比较大小,即得答案.
【解析】由于 是奇函数且在 上为增函数,故 ,
当 时, ,且 为偶函数,
且 在 上单调递增,在 上单调递减,
又 ,
故 ,
故选:C
19.(23-24高二下·甘肃兰州·期中)已知函数 ,设 ,
则( )
A. B.
C. D.
【答案】A【分析】先判断函数 的奇偶性,再利用导数研究函数 的单调性,最后利用指数函数和对数函数
的单调性比较 大小,即可比较.
【解析】因为函数 的定义域为R,且 ,
所以函数 为偶函数,所以 ,
又 ,令 ,则 ,
所以函数 在 上单调递增,所以 ,
所以函数 在 上单调递增,
因为 , ,
所以 ,所以 ,所以 .
故选:A
20.(2024·山西·三模)已知函数 ,若 ,
则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先得到 关于直线 对称,并根据复合函数单调性得到其单调性,再构造相关函数
的单调性得到 ,则比较出大小关
系.
【解析】因为 ,
则 ,则 关于直线 对称,
当 时, ,
根据复合函数单调性知 在 上单调递减,
且 在 上也单调递减,
则 在 上单调递减,再结合其对称性知 在 上单调递增.
令 ,则, ,
所以 在 上单调递增,且 ,所以 即 .
令 ,则 ,
设 , ,
所以 单调递减且 ,因此 ,
所以 单调递减且 ,所以 ,即 .
由 得 ,所以 .
又因为 ,且 ,
所以 .
设 , ,则 ,
则 在 上单调递增,则 ,
即 ,即 在 上恒成立,
即 ,所以 .所以 ,则 ,
故 ,而 ,
即 .
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题的关键是得到 的对称性和单调性,再构造新函数,利用导数的单调性得到
,则比较出三者大小.
21.(2024高三上·陕西延安·专题练习)已知偶函数 的定义域为 ,对任意的 满足
,且 在区间 上单调递减,若 , , ,则
, , 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由 求出对称轴,再结合奇偶性求出 的周期;求出 , 的范围以及 的值,
得出 的关系式,再利用 在 上的单调性,即可得出答案.
【解析】因为 ,
所以 关于 对称,
又因为 为偶函数,所以 ,
所以 为周期函数, ,
因为 ,且 ,
所以 , ,
因为 ,
所以
又因为 ,
所以 ,
因为 在 上单调递减, 为偶函数,
所以 在 上单调递增,
所以 ,
所以 ,
故选:D.
22.(2024高三·全国·专题练习)函数 ,则
的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】先通过求导确定函数 的单调性,再通过比较 的大小来得答案.
【解析】由题意知 ,易知 在 上单调递增.因为 ,
所以 ,所以 ,
即 .
故选:D.
23.(2022高三·全国·专题练习)若 , ,
则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据题意可知: 为定义在 上的偶函数,且在 内单调递减,再结合对数运算以及单
调性、奇偶性分析判断.
【解析】由题意可知: 的定义域为 ,
且 ,可知 为偶函数,
当 时,则 ,
因为 在 内单调递减,且 在定义域内单调递增,
可知 在 内单调递减,
且 在 内单调递增,且 在定义域内单调递减,
可知 在 内单调递减,
所以 在 内单调递减,
又因为 ,则 ,可得 ,即 ,
所以 ,即 .
故选:D.
05 不等式与利用函数性质比较大小比较综合
24.(2023·四川内江·一模)已知实数a,b满足 ,则a、b满足的关系有 .(填序
号)
① ;② ;③ ;④ .
【答案】①③
【分析】对于①,先得到 ,再利用基本不等式判断得解;对于②③,利用作差比较即得解;对于
④,先作差,再求出 ,即可判断得解.
【解析】解: , , ,
对于①, ,
所以 (由于 ,所以不能取等).
所以该命题正确;
对于②,由 得 ,因为 .
,所以 ,所以该命题错误;
对于③,
,所以 ,所以该命题正确;对于④, ,
, ,
所以 ,所以 ,
所以 ,
所以 ,所以该命题错误.
故答案为:①③
【点睛】关键点睛:这道题关键是如何处理④,利用作差法得到 ,然后用利用
, 得到 ,即可求解
25.(23-24高三下·重庆·阶段练习)已知 , , , ,则在 , , ,
, , 这6个数中最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】分析题意得出 ,进行下一步转化得出最小值是 即可.
【解析】因为 , ,
, ,则 ,故 ,
又 , , , , ,故最小值是 ,
故选:C.
26.(23-24高三上·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知 且 ,若把 , , 按照从大
到小的顺序排列,则排在中间的数是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B【分析】本题可以采用特殊值法、不等式的性质、构造函数解决.
【解析】法一:特殊值法.
令 , ,则 ,
,而
,所以 ,所以中间数为 .
法二:不等式的性质
由题意, ,所以 ,所以 ,
又 ,所以 ’
又 ,所以 ’
所以 ,所以中间数为 .
法三:构造函数
, , ,
问题变为比较 , , 的大小.
构造函数 ,
很显然, 为两个增函数的和,在 为增函数,所以 ,
所以 ,
所以 ,即 .
故选:B.一、单选题
1.(2024·全国·模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由 ,利用对数运算将a缩为 比较a,b;由
,利用指数运算将c放为 比较b,c.
【解析】解:因为 , ,
所以 .
因为 , ,
所以 .
综上可知, .
故选:B.
2.(2024·全国·模拟预测)已知函数 满足 ,且在区间 上单调递减.设
, , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由 ,得到对称轴为 ,然后求解 ,进而利用 在上单调递减,比较大小,判断选项.
【解析】由 ,得到对称轴为 ,则 ,
而 ,又 在 上单调递减,
则 ,得 .
故选:D
3.(2024·全国·模拟预测)若 ,则下列大小关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】利用指数函数,对数函数及幂函数的单调性可比较 与1和 , 与0和 的大小,后利用
结合对数函数单调性,可比较 与0的大小,即可得答案.
【解析】因对数函数 在 上单调递增,则 ,即 .
因指数函数 在 上单调递减,幂函数 在 上单调递增,
则 ,即 .
又注意到 , 在 上单调递增,所以 ,即 ,所以 .
故选:D.
4.(2024·宁夏银川·二模)定义域为 的函数 满足 为偶函数,且当 时,
恒成立,若 , , ,则 , , 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据条件先得到函数的对称性和单调性,再根据单调性比较大小.【解析】当 时, 恒成立,
即当 时, ,函数 在 上单调递增,
又 为偶函数,即 ,所以函数 关于 对称,
则函数 在 上单调递减,
所以
因为 ,所以
所以 ,
所以 ,即 ,
故选:D.
5.(2024·河北邯郸·三模)已知 是定义在 上的偶函数, ,且 在 上单调递
减,若 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】首先得 在 上单调递减,进一步通过偶函数性质以及 将自变量都转换到区
间 内,然后比较分数指数幂以及对数的大小,结合函数单调性即可得解.
【解析】因为 是偶函数, , 在 上单调递减,
所以 在 上单调递减. , ,
因为 , ,所以 , ,所以 ,
所以 ,故 .
故选:B.
6.(2024·青海西宁·模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】构造函数 ,由 的单调性和最值可证明 ,再构造 ,由
的单调性和最值可证明 ,即可得出答案.
【解析】令 ,则 .
当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增,
则 ,故 .
令 ,则 .
当 时, , 单调递减,
则 ,即 .
故 .
故选:A.
【点睛】关键点睛:本题的关键点在于构造函数,通过求出函数的单调性和最值来比较大小.构造函数
,和 即可得出答案.
7.(2024·安徽合肥·一模)已知函数 的定义域为 ,且 ,记 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据函数 满足的表达式以及 ,利用赋值法即可计算出 的大小.
【解析】由 可得,
令 ,代入可得 ,即 ,
令 ,代入可得 ,即 ,
令 ,代入可得 ,即 ;
由 可得 ,
显然可得 .
故选:A
【点睛】方法点睛:研究抽象函数性质时,可根据满足的关系式利用赋值法合理选取自变量的取值,由函
数值或范围得出函数单调性等性质,进而实现问题求解.
8.(2024·河南南阳·模拟预测)设 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】表示出 ,并适当变形,观察式子,构造函数 ,
,利用导数即可证明当 时,有 , ,从而即可
比较大小.【解析】 得 .
由 得 ,
又 .
取 ,则 .
设 ,
则 ,
所以 在区间 内单调递增,
又 ,则 ,
即 ,所以 .
令 ,
则 ,
所以 在区间 内单调递增,
则 ,
故 ,则 ,即 ,
所以 .
故选:A.
【点睛】关键点点睛:关键是构造适当的函数,利用导数证明当 时,有 ,
,由此即可顺利得解.二、多选题
9.(2024·重庆·模拟预测)若 , ,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】由已知可得,由幂函数性质可判断A; 由对数函数性质可判断B; 由幂函数性质可判断C; 由不等
式的性质可判断D.
【解析】对于A:∵ ,幂函数 在 上单调递增,
且 ,∴ ,故选项A错误;
对于B:∵ ,∴函数 在 上单调递减,
又∵ ,∴ ,
∴ ,即 ,故B正确;
对于选项C:∵ ,则 , 幂函数 在 上单调递减,
且 ,∴ ,∴ ,故选项C正确;
对于选项D:由选项B可知: ,∴ ,
∵ ,
∴ ,∴ ,故D错误.
故选:BC.
10.(2024·辽宁·模拟预测)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD【分析】依次构造函数 、 、 、 、
,分别求出函数的导函数得出函数的单调性,进而证明不等式成立,即可得出
答案.
【解析】令 ,则 ,
当 时,有 ,所以 在 上单调递增;
当 时,有 ,所以 在 上单调递减.
所以, 在 处取得唯一极大值,也是最大值 ,
所以, ,即 ,所以 ;
令 ,则 ,
当 时,有 ,所以 在 上单调递减;
当 时,有 ,所以 在 上单调递增.
所以, 在 处取得唯一极小值,也是最小值 ,
所以, ,即 ,所以 ;
令 ,则 恒成立,
所以 在 上单调递减.
又 ,
所以,当 时, 恒成立,
所以 ,即 在 上恒成立,所以 ;
令 ,则 在 上恒成立,
所以, 在 上单调递增.
又 ,
所以 在 上恒成立,
即 ,即 ,
所以, .
所以, ;
令 ,则 .
令 ,则 .
因为 在 上恒成立,所以 在 上恒成立,
所以, 在 上单调递增.
又 ,
所以 在 上恒成立,
即 在 上恒成立, 在 上单调递增.
又 ,所以 在 上单调递增,
所以, ,即 ;
令 ,
则 在 上恒成立,
所以, 在 上单调递减.又 ,
所以 ,即 ,
所以, .
因为 ,所以 ,即 .
综上所述, .
故选:ACD.
【点睛】方法点睛:构造函数,通过求解导函数,得出函数的单调性,进而结合特殊点处的函数值,证明
不等式成立.
11.(2022·湖北·模拟预测)已知正实数a,b,c满足 ,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【分析】根据 , 可得 ,进而判断出 ,A正确;
构造 , 得到单调性,从而求出 ,B正确;CD选项可以举出反例.
【解析】由正实数a,b,c,以及 , 可得 ,
又 ,所以 .
所以 ,又 ,所以 ,
即 ,等价于 ,
构造函数 ,
,
当 时,
故 在 上递增,从而 .又取 时,原式为 同样成立,
故CD不正确,
故选:AB
【点睛】对于指数,对数比较大小问题,属于高频考点,难点在于部分题目需要构造函数进行比较,本题
中要结合不等式的特点构造 ,利用导函数求出其单调性,根据函数单调性比较大小
三、填空题
12.(2023·广西柳州·二模)① ,② ,③ ,④ ,上述不
等式正确的有 (填序号)
【答案】②④
【分析】由指数对数的运算法则和不等式的性质比较大小.
【解析】对于①: , ,∴ ,不等式①错误;
对于②: ,∴ ,即 ,不等式②正确
对于③: ,∴ ,即 ,不等式③错误;
对于④: ,
令 ,则 在 上恒成立, 在 上单调递增,
∴ , ,得 , ,
∴ ,
∴ ,不等式④正确.故答案为:②④
13.(2022·广东·模拟预测)已知 ,且 ,
则 之间的大小关系是 .(用“ ”连接)
【答案】
【分析】易得函数 为偶函数,且在 上递增,再利用中间量法比较 的大小关
系,根据函数的单调性即可得出答案.
【解析】解:函数 的定义域为 ,
因为 ,
所以函数 为偶函数,
因为函数 在 上递增,
所以函数 在 上递增,
则 ,
因为 ,所以 ,
,
所以 ,
所以 ,
即 .
故答案为: .
14.(2021·四川成都·二模)已知定义在 上的函数 满足 ,且对任意的 ,,当 时,都有 成立.若 ,
, ,则 , , 的大小关系为 .(用符号“ ”连接)
【答案】 .
【分析】转化条件为函数 在 上单调递减,结合指数函数、对数函数的性质可得
,即可得解.
【解析】因为 ,
所以 ,
所以函数 在 上单调递减,
因为函数 满足 ,所以
因为 即 ,所以 ,
又 , ,
所以 ,
所以 即 .
故答案为: .
【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是利用函数单调性及对称性,将函数值的大小比较转化为自变量的
大小比较.