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专题07 比较大小(选填题11种考法)
【淘宝店铺:向阳百分百】【淘宝店铺:向阳百分百】【淘宝店铺:向阳百分百】考法一 与特殊值比较大小
【例1-1】(2023·海南海口·农垦中学校考模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 在R上单调递增,且 ,
所以 ;
因为 在R上单调递减,且 ,
所以 ;
因为 在 上单调递增,且 ,
所以 .
综上所述, ,
故选:A.
【例1-2】(2023·西藏林芝·校考模拟预测)若 , , ,则下列结论正确的是
( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由对数函数 在 上单调递增可知, ,可得 ;
由对数函数 在 上单调递增可知, ,可得 ;
由对数函数 在 上单调递增可知, ,可得 ;
所以可得 .
故选:B
【变式】
【淘宝店铺:向阳百分百】1.(2023·陕西安康 )设 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 , ,所以 .故选:A
2.(2022·天津·统考高考真题)已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为 ,故 .故答案为:C.
3.(2021·天津·统考高考真题)设 ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】 , ,
, ,
, ,
.
故选:D.
4.(2023·西藏拉萨 )设 , , 则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 ,所以 ;
,所以 ;
【淘宝店铺:向阳百分百】,所以 ,则 .故选:C.
考法二 指数式比较大小
【例2-1】(2023·天津·统考高考真题)若 ,则 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由 在R上递增,则 ,
由 在 上递增,则 .所以 .
故选:D
【例2-2】(2023·山东聊城·统考三模)设 , , 则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由 单调递减可知: .
由 单调递增可知: ,所以 ,即 ,且 .
由 单调递减可知: ,所以 .
故选:D
【例2-3】(2023·安徽淮南·统考一模)若 , , ,则实数a,b,c的大小关系为
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由已知可得, , ,
【淘宝店铺:向阳百分百】由 可得, ,所以 .
设 ,则 ,
因为 ,故 ,
所以 即 ,
所以 在 上为增函数,又 , , ,又 ,所以 .故选:B.
【变式】
1.(2023秋·湖北荆州·高三沙市中学校考阶段练习)设 ,则 的大小关系为
( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为 ,
而 在 上单调递增,所以 ,即 ,
又 ,而 ,则 ,所以 .故选:D.
2.(2023·陕西商洛·镇安中学校考模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】 在 上单调递增, ;
又 在 上单调递减, , ,即 ;
, ;
【淘宝店铺:向阳百分百】综上所述: .故选:A.
3.(2022·全国·高三专题练习)已知 ,则 的大小关系为
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】构造函数 ,利用导数判断函数的单调性,可得 ,从而可得 ,
再由 在 上单调递增,即可得出选项.
【详解】构造函数 ,则 ,
当 时, ,故 在 上单调递减,
所以 ,所以 , 所以 , ,
因为 在 上单调递增,所以 ,同理 ,
所以 ,故选:B
考法三 函数的性质比较大小
【例3-1】(2022·江西)函数 .若 , , ,则有
( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为函数 ,所以 ,
当 时, ,所以 在 上递增,
【淘宝店铺:向阳百分百】因为 ,所以 ,
所以 ,故选:
【例3-2】(2023·江苏苏州·苏州中学校考模拟预测)已知 ,若 , ,
,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为 ,定义域关于原点对称,
,
所以 为 上的偶函数,
当 时, ,设 ,
则 , , ,
所以 即 在 上单调递减,所以 ,
所以 在 上单调递减,又因为 为偶函数,
所以 在 上单调递增,
又因为 , ,
又因为 ,
因为 , ,所以 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,即 ,
所以 ,
所以 ,即 .故选:D.
【变式】
1(2022·江苏 )已知函数 ,则 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由 , ,即 ,
所以 ,又 ,
所以 ,而 递增,
故 故选:D
2.(2023·全国·统考高考真题)已知函数 .记 ,则
( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令 ,则 开口向下,对称轴为 ,
因为 ,而 ,
所以 ,即
【淘宝店铺:向阳百分百】由二次函数性质知 ,
因为 ,而 ,
即 ,所以 ,
综上, ,
又 为增函数,故 ,即 .
故选:A.
3.(2023·河北沧州·统考三模)已知 为奇函数,当 时, ,当 时,
,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为当 时, ,
则 在 上单调递增,在 上单调递减,
当 时, ,
则 在 上单调递减,在 上单调递增.
且 ,所以 在 上单调递增,
在 上单调递减,在 上单调递增.
因为 , ,
【淘宝店铺:向阳百分百】则
所以 .
故选:A
4.(2023春·广西·高三校联考阶段练习)已知函数 在 上单调递减, ,
为偶函数,当 时, ,若 , , ,
则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为函数 为偶函数,得 的图象关于直线 对称,
且 ,由 得 ,
所以 ,即 ,则 ,
所以函数 的一个周期为6,则 ,
当 时, ,又 的图象关于直线 对称,
所以 ,
由 得 , 的图象关于点 对称,
又函数 在 上单调递减,所以函数 在 上单调递减,
又 ,
所以 ,所以 .故选:A
【淘宝店铺:向阳百分百】考法四 导函数模型比较大小
【例4-1】(2022·四川遂宁 )已知定义在R上的函数 满足:函数 为奇函数,且当
时, 成立( 为 的导函数),若 , , ,
则a、b、c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设 ,则 ,
因为当 时, 成立,所以 , 为递增函数,
又因为函数 为奇函数,可得 ,
则 ,所以函数 为偶函数,
所以函数 在 为单调递减函数,
由 , , ,
因为 ,所以 ,即 .故选:B
【例4-2】(2023·广西柳州·统考模拟预测)设函数 的导数为 ,且 为偶函数,
,则不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】设 ,则 ,
可得 在 上递增,又 为偶函数,
则 , ,
, ,
由 ,可得 ,
即有 .
故选:B.
【例4-3】(2022·吉林)(多选)已知函数 是偶函数,对于任意的 满足
(其中 是函数 的导函数),则下列不等式成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】构造函数 ,其中 ,则 ,
∵对于任意的 满足 ,
∴ 当 时, ,则函数 在 上单调递增,
又函数 是偶函数, ,∴ ,
∴ 在 上为偶函数,
【淘宝店铺:向阳百分百】∴函数 在 上单调递减.
∵ ,则 ,即 ,即 ,化简得 ,A正确;
同理可知 ,即 ,即 ,化简得
,B正确;
,且 即 ,即 ,化简得
,C错误;
,且 ,即 ,即 ,化简得
,D正确.故选:ABD.
【变式】
R
f x fx fx2fx0
1.(2023·安徽黄山·统考三模)已知定义域为 的函数 ,其导函数为 ,且满足 ,
f 01
,则( )
e2f 11 f 1e2
A. B.
【淘宝店铺:向阳百分百】1 1
f e f 1ef
C. 2 D. 2
【答案】C
fxe2x 2f xe2x fx2f x
f x gx
【解析】gx ,则 e2x2 e2x ,
e2x
fx2fx0
R
因为 在 上恒成立,
gx0
所以 在R上恒成立,
gx
R
故 在 上单调递减,
f 1 f 0
所以
g1g0
, e2
e2f 1
e0
1
,故A不正确;
f 1 f 0
所以 g1g0 ,即 e2 e0 ,即 f 1e2f 0e2 ,故B不正确;
1
g 1 g0,即 f 2 f 0 1 ,即 f 1 e,故C正确;
2 e1 e0 2
1
g 1 g1,即 f 2 f 1 ,即 f 1ef 1 ,故D不正确;故选:C.
2 e1 e2 2
2.(2021·山东·高三开学考试)(多选)已知定义在 上的函数 的导函数为 ,且 ,
,则下列判断中正确的是( )
A. < B. >0
C. > D. >
【答案】CD
【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】令 ,则 ,
因为 ,所以 在 上恒成立,因此函数
在 上单调递减,故 ,即 ,即 ,故A错;
又 ,所以 ,所以 在 上恒成立,
因为 ,所以 ,故B错;
又 ,所以 ,即 ,故C正确;
又 ,所以 ,即 ,故D正确.
故选:CD
3.(2023湖南)设函数 是定义在 上的函数 的导函数,有 ,
若 , , ,则a,b,c的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设函数 ,则 ,
因为 ,所以 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以 在 上是增函数,
, ,
,
所以 ,故选:A
考法五 根据图像交点比较大小
【例5】(2023秋·广东江门)已知 , , 的零点分别
是 , , ,则 , , 的大小顺序是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】函数 , , 的零点,
即为函数 分别与函数 、 、 的图象交点的横坐标,
如图所示:
由图可得 .故选:B
【变式】
【淘宝店铺:向阳百分百】1.(2023·天津和平·统考三模)已知 满足 ,则 的大小关系
为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意知:把 的值看成函数 与 图像的交点的横坐标,
因为 , ,易知 ;
把 的值看成函数 与 图像的交点的横坐标,
,易知 ;
把 的值看成函数 与 图像的交点的横坐标,
【淘宝店铺:向阳百分百】,与 ,易知 .
所以 .
故选:B.
2.(2023秋·北京)已知 , , 满足 , , ,则 , ,
的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】在同一平面直角坐标系内作出
的图像
过点 ; 过点 ;
过点 ; 过点 ,
则 与 图像交点横坐标依次增大,
又 与 图像
【淘宝店铺:向阳百分百】交点横坐标分别为 ,则 .
故选:C
3.(2023·全国·高三专题练习)设 , , ,则 、 、 的大小关系是
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数 ,因为函数 、 在 上均为增函数,
所以,函数 为 上的增函数,且 , ,
因为 ,由零点存在定理可知 ;
构造函数 ,因为函数 、 在 上均为增函数,
1 1 1 1
所以,函数 为
0,
上的增函数,且
g
9
29 20
,
g
3
23 10
,
1 1
因为gb0,由零点存在定理可知 b .
9 3
1 c
因为 4 5 ,则 clog 1 5log 1 10 ,因此,cba.故选:B.
4 4
【淘宝店铺:向阳百分百】考法六 导数法之同构函数
【例6-1】(2023·河南·校联考模拟预测)设 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意可得 , , ,
设 , ,则 ,
故当 时, , 单调递增;
当 时, , 单调递减;
因为 , , ,且 ,
可得 , ,所以 .
故选:D.
【例6-2】(2023·全国·模拟预测)已知 ,且 , ,
,其中 是自然对数的底数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得 , , ,
令 ,则 ,
因为当 时 , 单调递增,
所以 ,即 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】令 ,则 ,
因为当 时, ,所以 在 上单调递增,
又因为 且 ,所以 ,故选:A
【变式】
1.(2022·山西吕梁)已知 ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 , ,
,令 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,
由 ,所以 ,所以 .故选:B.
2.(2022·内蒙古 )已知 , , ,则 、 、 的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】构造函数 ,其中 ,
则 ,
所以,函数 在 上单调递增,
因为 , , ,
因为 ,所以, .
故选:B.
【淘宝店铺:向阳百分百】3(2023·广西桂林·统考一模)已知 、 、 , , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为 、 、 ,由 可得 ,由 可得 ,
由 可得 ,
构造函数 ,其中 ,则 ,
当 时, ;当 时, .
所以,函数 的增区间为 ,减区间为 ,
因为 ,所以, ,即 ,即 ,
因为 、 、 ,则 、 、 ,所以, ,
因此, .
故选:A.
4.(2022·贵州毕节·三模(理))已知 , , ( 为自然对数的底数),则 , , 的大
小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】令 , ,所以 ,
当 时, ,函数 单调递减
当 时, ,函数 单调递增;
所以 , , ,
所以 ,故选:A.
【淘宝店铺:向阳百分百】考点七 作差作商比较大小
【例7-1】(2023·全国·模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为 , ,
所以 ,
又 ,所以 ,所以 ,所以 ,故 ,
因为 ,
又 ,所以 ,所以 ,所以 ,又 ,所以 ,所以 ,
故选:A.
【例7-2】(2023·全国·高三专题练习)已知 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令 得
令 ,解得 ,
当 时, , 单调递减,
当 时, , 单调递增,故
即 ,当且仅当 时,等号成立,所以 ,
则 ,所以
因为 ,所以
【淘宝店铺:向阳百分百】令 得 ,
令 得 令 得
所以 在 上单调递增,在 上单调递减,所以
所以 即 所以 则
所以 ,故选:B.
【变式】
1.(2023·云南·校联考模拟预测)已知 ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】 , ,
,
所以 , ,所以 .故选:A
2.(2023·贵州黔东南·凯里一中校考模拟预测)若 , , ,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】 ,
,故 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】由于 ,所以 ,故 ,
因此 ,故选:B
3.(2023·江西·校联考模拟预测)已知 , , ,则 , , 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得:
∵ ,利用三角函数线可得当 时,
,∴
构造函数
∴ , ,即 ,
令
∴ 在 上单调递增,即 ,
∴ ,∴ ,∴ .
故选:A.
4.(2023·甘肃定西·统考模拟预测)已知 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意得 ,
可得 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】设 ,可得 ,所以 单调递减,
则 ,即 ,所以 ;
又由 ,
设函数 ,可得 ,
当 时, , 单调递增,
所以 ,即 ,所以 ,
所以 .故选:C.
考点八 指对数切线比较大小
【例8】(2023·全国·高三专题练习)已知 ,则 的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设 , ,所以 ,
,所以 单调递增,
则 ,
所以 ,则 ;
, ,
当 时, ,所以 在 上单调递增,
所以 ,
所以 ,故 ,故 .
【淘宝店铺:向阳百分百】故选:C.
【变式】
1.(2023·新疆·高三校联考阶段练习)已知 , , ,则a,b,c的大小关系为
( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设函数 ,则 ,
当 时, , 递减;当 时, , 递增,
故 ,即 ,当 时取等号;
∵ ,∴ ,∴ ,
由以上分析可知 ,则 时,有 成立,当 时取等号,,
即 ,当 时取等号,∴ ,∴ ,
故 ,
故选:B.
2.(2023·河南开封·统考模拟预测)已知 , , ,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】 , , ,
设 ,
所以 ,
所以 在 上单调递增,所以 ,即 .
【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,即 .
设 ,
则 ,
所以 在 上单调递减,所以 ,即 .
所以 ,即 .
所以 .
故选:C.
3.(2023秋·四川成都·高三校考阶段练习) , , ,则 的大小关系为( ).
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】令 ,则 ,
则 在 上单调递增,故 ,则 .
令 ,则 ,
则 在 上单调递增,故 ,则 .
所以 ,即 ;
令 ,则 ,
因为 ,所以 ,则 ,故 ,
所以 在 上单调递增,则 ,即 ,
易知 ,所以 ,则 ,即 ;
综上: .
【淘宝店铺:向阳百分百】故选:B.
考法九 导数法之异构函数
【例9】(2023·全国·河南省实验中学校考模拟预测)比较 , , 的大小关系为
( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】构造函数 ,其中 ,则 ,
所以,函数 在 上为增函数,
所以, ,
所以, ,
令 ,其中 ,
则 对任意的 恒成立,
所以,函数 在 上为增函数,
所以, ,即 ,
令 ,其中 ,则 对任意的 恒成立,
所以,函数 在 上为增函数,则 ,则 ,
所以, ,
【淘宝店铺:向阳百分百】综上所述, .
故选:D.
【变式】
1.(2023·四川·校联考一模)设 , , ,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】因为 , , ,
设 ,则构造函数 ,有 ,则 单调递增,且
,所以 ;
再构造函数 ,有 ,则 单调递增,且 ,所以
,
综上: .
故选:D
2.(2023·辽宁·大连二十四中校联考模拟预测)已知 ,试比较 的
大小关系( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设 ,
当 时, , 单调递减,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以有 ,
因为 ,
所以 ,
设 ,
设 ,
当 时, ,函数 单调递减,
因为 ,
所以 ,
因为函数 是正实数集上的增函数,
故 ,
即 ,所以 ,
故选:C
3(2023·山东烟台·校联考三模)已知 , , ,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】令 ,则 ,
当 时, ,且 ,
所以当 时, , 单调递减,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以 ,即 ,则 .
令 ,则 ,当 , ,
所以 在 上恒成立,
所以 在 上单调递减,
所以 ,即 ,所以 .
综上 ,
故选:B.
考法十 三角函数比较大小
【例10-1】(2023秋·江西宜春·高三校考阶段练习)设 ,则它
们的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】 ,
,
在 上为增函数, ,
.
故选:C.
【例10-2】(2023·安徽·池州市第一中学校考模拟预测)已知 ,则 的
【淘宝店铺:向阳百分百】大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】方法一:因为 ,
所以 ,
设 ,
则
设 ,则 ,
则 在 单调递增, ,即 ,
所以 在 单调递增, ,
所以 ,即 .
因为 ,所以 ,
设 ,
设 ,
则 在 单调递减, ,则 ,
记 可得 ,
所以 ,
所以 .因此有 .
故选:A.
方法二:因为 ,又 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】设 ,
则 ,
所以函数 在 上单调递增,又 ,
所以当 时, ,故 ,
所以 ,
则 .
因为 ,所以 ,
设 ,
设 ,
则 在 单调递减,
所以当 时, ,又 ,
所以当 时, ,
所以 ,
所以 ,
所以 .因此有 .
故选:A.
【变式】
1.(2023·河南·模拟预测)已知 , , , ,则a,b,c,d的大小关系是
( )
A. B. C. D.
【答案】C
【淘宝店铺:向阳百分百】【解析】令函数 ,求导得 ,函数 在 上递减,
当 时, ,则 ,于是 ,即 ,
令函数 ,求导得 ,函数 在 上递增,
当 时, ,则 ,于是 ,即 ,
当 时, , ,则 ,
即 ,而 ,于是 ,即 ,
所以a,b,c,d的大小关系是 ,C正确.
故选:C
2.(2023·江西·校联考模拟预测)已知 , , ,则 , , 的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可得:
∵ ,利用三角函数线可得当 时,
,∴
构造函数
∴ , ,即 ,
令
∴ 在 上单调递增,即 ,
∴ ,∴ ,∴ .
【淘宝店铺:向阳百分百】故选:A.
3.(2023春·浙江杭州·高三浙江省杭州第二中学校考阶段练习) , , ,
,则四者的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】构造函数 , , , .
考查 , ,令 可得 ,易得当 时 , 单调递增,故
,即 , .故 ,即 .
考查 , ,则 ,故 , 为增函
数, ,即 .
故当 时,有 , , , ,即 , .
构造函数 , ,
令 , ,
当 时, , 单调递增,
又 ,所以 ,又 ,
所以 ,在 成立,所以 ,即 .
再考查 .
令 ,则 ,故 在定义域上单调递减,
,故 ,
【淘宝店铺:向阳百分百】令 , ,则 ,对 求导有 ,故
为增函数,故 ,故 为增函数, ,则 ,故当
时, .
又 ,故当 时 ,故
.
故 , ,则 ,即
综上有 .
故选:D
考法十一 一题多解
【例11】(2022·全国·统考高考真题)已知 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】[方法一]:构造函数
因为当
故 ,故 ,所以 ;
设 ,
,所以 在 单调递增,
故 ,所以 ,
所以 ,所以 ,故选A
【淘宝店铺:向阳百分百】[方法二]:不等式放缩
因为当 ,
取 得: ,故
,其中 ,且
当 时, ,及
此时 ,
故 ,故
所以 ,所以 ,故选A
[方法三]:泰勒展开
设 ,则 , ,
,计算得 ,故选A.
[方法四]:构造函数
因为 ,因为当 ,所以 ,即 ,所以 ;设
, ,所以 在 单调递增,则 ,
所以 ,所以 ,所以 ,
故选:A.
[方法五]:【最优解】不等式放缩
【淘宝店铺:向阳百分百】因为 ,因为当 ,所以 ,即 ,所以 ;因为当
,取 得 ,故 ,所以 .
故选:A.
【变式】
1.(2022·全国·统考高考真题)设 ,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】方法一:构造法
设 ,因为 ,
当 时, ,当 时 ,
所以函数 在 单调递减,在 上单调递增,
所以 ,所以 ,故 ,即 ,
所以 ,所以 ,故 ,所以 ,
故 ,
设 ,则 ,
令 , ,
当 时, ,函数 单调递减,
当 时, ,函数 单调递增,
又 ,
所以当 时, ,
【淘宝店铺:向阳百分百】所以当 时, ,函数 单调递增,
所以 ,即 ,所以
故选:C.
方法二:比较法
解: , , ,
① ,
令
则 ,
故 在 上单调递减,
可得 ,即 ,所以 ;
② ,
令
则 ,
令 ,所以 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,
所以 在 上单调递增,可得 ,即 ,所以
故
2.(2021·全国·统考高考真题)设 , , .则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】[方法一]:
,
所以 ;
下面比较 与 的大小关系.
记 ,则 , ,
【淘宝店铺:向阳百分百】由于
所以当00时, ,
所以 ,即函数 在[0,+∞)上单调递减,所以 ,即 ,即
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