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重难专攻(一) 指对幂比较大小
重难点题型1 利用估计值/中间值比较大小
1、中间值法或1/0 比较法:比较多个数的大小时,先利用“0”“1”作为分界点,然后再各部分内再利用函
数的性质比较大小.
2、估值法:(1)估算要比较大小的两个值所在的大致区间;
(2)可以对区间使用二分法(或利用指对转化)寻找合适的中间值.
1.(2025·天津南开·二模)已知
,则( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、运用换底公式化简计算、比较对数式的大小
【分析】利用对数函数和指数函数的单调性来放缩估算大小,即可比较.
【详解】由
目录●重难点题型分布
序号
题型
重难点题型1
利用估计值/中间值比较大小
重难点题型2
作差法/作商法比较大小
重难点题型3
利用函数的单调性比较大小
重难点题型4
利用函数构造法比较大小
重难点题型5
利用含变量的式子比较大小
重难点题型6
数形结合比较大小
重难点题型7
利用放缩法比较大小
重难点题型8
利用泰勒展开式比较大小
,
,
所以满足
,
故选:C.
2.(2025·天津滨海新·三模)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、对数的运算、比较对数式的大小
【分析】由指数函数、对数函数单调性即可求解.
【详解】由题意
.
故选:A.
3.(2025·天津·一模)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】化简式子,然后借用中间值0 和1 来进行比较即可.
【详解】
,
,
,
所以
,
故选:A
4.(2025·天津红桥·二模)若
则
的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】利用指数函数的单调性与值域可得
,再由对数函数的单调性可得
,由此
可得结果.
【详解】因为
,所以
,
,
,
所以
.
故选:D.
5.(2025·广西·三模)已知
,
,
,则
,
,的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】对数的运算性质的应用、比较对数式的大小
【分析】运用对数的运算性质和对数函数的单调性化简比较即可
【详解】
;
所以
故选:B.
6.(2025·江苏南京·二模)已知
,
,
,则a,b,c 的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】对数的运算、对数函数单调性的应用、比较对数式的大小
【分析】根据对数函数的单调性、对数的运算性质可得
、
,即可求解.
【详解】
,
由
,得
,则
,即
;
,
所以
.
故选:D
7.(2025·天津河东·二模)已知
,
,
,则
的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】根据指数函数的性质可判断
,再由对数函数的性质可判断
,即可得出答案.
【详解】因为
,
,
,且
,
故
.
故选:A.
8.(2025·陕西安康·三模)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】比较对数式的大小
【分析】根据对数函数的单调性计算范围比较即可.
【详解】已知
,
则
.
故选:A.
重难点题型2 作差法/作商法比较大小
1、作差法与作商法适用情况
(1)作差法适用于两个数的表达式可以直接相减,且差值容易判断正负的情况;
(2)作商法适用于指数幂形式的数,尤其是底数不同时,可以通过指数运算的性质简化比较.
2、使用作差法与作商法注意事项
(1)作差或作商后,可能需要对结果进行变形处理,以便更容易判断其与0 或1 的关系.
(2)在复杂情况下,可能需要结合其他方法(如中间值法、构造函数法等)来辅助判断.
1.(2022·四川省南充高级中学模拟预测(文))已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】利用作差法,结合基本不等式判断
大小,再构造函数判断
与
的大小关系即可.
【详解】对
,
因为
,即
,
所以
,即
;
对
,又
,令
,则
,所以当
时,
,当
时,
,所以
,即
,当且仅当
时取等号,
所以
,令
,则
,
所以当
时
,所以
在
上单调递增,显然
,又
,即
,即
,所以
,即
.
故选:C
2.(2023·四川绵阳·高一统考期末)已知
,
,
,比较a,b,c 的大小为( )
A.a>b>c
B.a>c>b
C.b>c>a
D.b>a>c
【答案】D
【解析】
,因函数
在
上单调递增,
则
,
.
,因
,则
.
故
,综上有
.
故选:D
3.(2023·贵州六盘水·统考模拟预测)若
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】利用作差法,再结合对数函数
的单调性分别判断
和
的大小关系,即可判断出
的大小关系.
【详解】因为
,所以
;
又因为
,所以
;
综上所述:
.
故选:C.
4.(2022·吉林·长春吉大附中实验学校模拟预测)已知
,
,
,则
、
、的
大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【分析】构造函数
,其中
,利用导数分析函数
的单调性,可判断
、
的大小关系,
利用作差法结合基本不等式可判断
、的大小关系.
【详解】构造函数
,其中
,则
,
所以,函数
在
上为减函数,
所以,
,即
,则
,
,
因此,
.
故选:D.
5.(2023·全国·模拟预测)已知
,
,
,则a,b,c 的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】分别对
,
,
两边取对数,得
,
,
.
.
由基本不等式,得:
,
所以
,
即
,所以
.
又
,所以
.
故选:D.
6.(2023·全国·模拟预测)已知
,设
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【分析】作商结合基本不等式可判断
,由条件
,可得
,取对数可判断
,得解.
【详解】因为
,
又因为
,所
.
因为
,即
,所以
.
综上,
.
故选:A.
7.(2020·全国·统考高考真题)已知55<84,134<85.设a=log53,b=log85,c=log138,则( )
A.a<b<c
B.b<a<c
C.b<c<a
D.c<a<b
【答案】A
【分析】由题意可得
、
、
,利用作商法以及基本不等式可得出
、
的大小关系,由
,
得
,结合
可得出
,由
,得
,结合
,可得出
,综合可得出
、
、的大小关系.
【详解】由题意可知
、
、
,
,
;
由
,得
,由
,得
,
,可得
;
由
,得
,由
,得
,
,可得
.
综上所述,
.
故选:A.
【点睛】本题考查对数式的大小比较,涉及基本不等式、对数式与指数式的互化以及指数函数单调性的应
用,考查推理能力,属于中等题.
重难点题型3 利用函数的单调性比较大小
当两个数都是指数式或对数式时,可将其看成某个指数函数、对数函数或幂函数的函数值,然后利用该
函数的单调性比较
(1)底数相同,指数不同时,如
和
,利用指数函数
的单调性;
(2)指数相同,底数不同,如
和
,利用幂函数
的单调性;
(3)底数相同,真数不同,如
和
,利用指数函数
的单调性;
(4)除了指对幂函数,其他函数(如三角函数、对勾函数等)也都可以利用单调性比较大小.
1.(2025·陕西咸阳·模拟预测)若
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】根据幂函数、指数函数和对数函数的单调性,结合中间值法比较大小即可.
【详解】因为函数
在
上单调递增,
在
上单调递增,
在
上单调递减,
所以
,
,所以
.
故选:D.
2.(2025·天津南开·二模)已知
,则( ).
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、运用换底公式化简计算、比较对数式的大小
【分析】利用对数函数和指数函数的单调性来放缩估算大小,即可比较.
【详解】由
,
,
所以满足
,
故选:C.
3.(2025·天津红桥·二模)若
则
的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】利用指数函数的单调性与值域可得
,再由对数函数的单调性可得
,由此
可得结果.
【详解】因为
,所以
,
,
,
所以
.
故选:D.
4.(2025·河南·模拟预测)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】先根据指数运算的性质比较
的大小,再根据对数函数和指数函数的性质比较
的大小,从而
可比较出这三个数的大小.
【详解】由题可知
,
,
所以
,
因为
,
,所以
,
因为
在
上单调递减,且
,
所以
,即
,
因为
在
上递增,且
,
所以
,即
,
故
.
故选:A
5.(2025·河北·三模)已知
,则
的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】由指数函数、对数函数的单调性分别得到
的范围,进而得到
的大小关系.
【详解】因为
在定义域
内单调递减,所以
,即
;
因为
在定义域
内单调递增,所以
,即
;
因为
在定义域内单调递增,所以
,即
.综上所述:
.
故选:D.
6.(2025·山西·一模)若
,
,
,则a,b,c 的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小、比较函数值的大小关系
【分析】根据指数函数和对数函数的单调性即可判断.
【详解】因为函数
在
上是减函数,
,所以
,
又
,所以
.
故选:
.
7.(2025·天津·一模)设
,
,
,则
,
,的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小
【分析】根据指数函数、对数函数的性质判断即可.
【详解】因为
,且
,即
,
又
,
,
所以
.
故选:B
8.(2025·甘肃庆阳·模拟预测)(多选题)已知非零实数
满足
,则下列不等式一定成立
的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性、作差法比较代数式的大小、比较对
数式的大小
【分析】由题意结合函数
单调性可得
.对于A,由作差法可判断选项正误;对于B,由
对数函数单调性可判断选项正误;对于C,通过举特例可判断选项正误;对于D,由指数函数单调性可判
断选项正误.
【详解】由题意可得
,对于函数
,
则
在R 上单调递增,结合
,可得
.
对于A,
,故A 正确;
对于B,由
不能判断
与1 的大小,故B 错误;
对于C,取
,此时C 不成立,故C 错误;
对于D,因为
,由指数函数的单调性易得
,故D 正确.
故选:AD.
重难点题型4 利用函数构造法比较大小
构造函数,运用函数的单调性比较
构造函数,观察总结“同构”规律,很多时候三个数比较大小,可能某一个数会被可以的隐藏了“同
构”规律,所以可能优先从结构最接近的的两个数规律
(1)对于抽象函数,可以借助中心对称、轴对称、周期等性质来“去除f( )外衣”比较大小.
(2)有解析式函数,可以通过函数性质或者求导等,寻找函数的单调性、对称性,比较大小.
1.(2025·河南驻马店·模拟预测)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】比较函数值的大小关系、比较对数式的大小、比较正弦值的大小、比较指数幂的大小
【分析】根据不等式
,
以及函数
,
的单调性比较大小.
【详解】如图,在单位圆O 中,
,不妨设
,
作
于C 点,则弧
的长度
,
由图易得,
,即
,
所以
,
设
,
,
所以
,
再令
,
,
,
当
时,
,
,
,
所以
,
则
,
在
单调递减,
,所以
,即
,
所以
在
上单调递减,且
,
所以当
时,
,
所以当
,
,即
,
因为
,
所以
即
,
所以
,
故选:D.
2.(24-25 高三上·山西吕梁·阶段练习)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、简单复合函数的导数、比较指数幂的大小
【分析】对
分别取对数并作商,再构造函数
,利用导数探讨单调性
即可比较大小.
【详解】由
,得
,
令
,求导得
,令
,
求导得
,函数
在
上单调递减,
,
即
,函数
在
上单调递减,则
,
即
,
,因此
;
令
,求导得
,当
时,
,
即
,函数
在
上单调递减,则
,
即
,
,因此
,
所以
.
故选:C
【点睛】关键点点睛:对被比较大小的两个数取对数并作商,再构造函数是求解问题的关键.
3.(2024·安徽芜湖·三模)设
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】比较对数式的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性、比较指数幂的大小
【分析】先构造函数
,利用导数证明
,则
,再构造函数
,利用
导数求出其单调区间,即可比较
,构造函数
,利用导数求出其单调区间,即
可比较
,即可得解.
【详解】令
,则
,
令
,则
,
所以函数
在
上单调递增,
所以
,即
,
所以
,
而
,
令
,
则
,
当
时,
,
所以函数
在
上单调递减,
所以
,
即
,所以
,
,
令
,
则
,
令
,则
,
当
时,
,
所以函数
在
上单调递减,
所以
,
即当
时,
,
所以函数
在
上单调递增,
所以
,
即
,所以
,
综上所述,
.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:构造
和
两个函
数,是解决本题的关键.
4.(2024·青海西宁·模拟预测)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】比较对数式的大小、由导数求函数的最值(不含参)、比较指数幂的大小
【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.
【详解】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.
5.(2024·湖南长沙·一模)已知实数
分别满足
,
,且
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】比较对数式的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性、比较指数幂的大小
【分析】由题意可得
,
,构造函数
,结合导数研究函数单调性后
可得
,构造函数
,结合导数研究函数单调性后可得
,即可得出
.
【详解】由
,则
,令
,
,
则
,
则当
时,
,故
在
上单调递增,
故
,
即
,即
,
由
,则
,
令
,
,则
,
令
,则当
时,
恒成立,
故
在
上单调递增,又
,故
恒成立,
故
在
上单调递增,故
,
即
,即
,故
.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:本题关键在于构造函数
、
,从而借助导
数求出函数单调性以比较
、
、的大小.
6.(2024·辽宁沈阳·一模)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、比较指数幂的大小
【分析】观察选项,构造函数
,利用导数求得其单调性,结合指数函数的性质即可得解.
【详解】令
,则
,
当
时,
;当
时,
;
所以
在
上单调递增;在
上单调递减,
所以
且
,
所以
且
,即
且
,
所以
,
又
,所以
,
综上所述,
,
故选:D.
【点睛】方法点睛:利用导数证明或判定不等式问题:
1.通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性与极值(最值),从而得出不等关系;
2.利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题,从而判定不等关系;
3.适当放缩构造法:根据已知条件适当放缩或利用常见放缩结论,从而判定不等关系;
4.构造“形似”函数,变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.
7.(2023·安徽滁州·二模)设
,
,
,则( )
A.a<b<c
B.c<b<a
C.c<a<b
D.a<c<b
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、比较指数幂的大小
【分析】构造函数
,根据导数探究单调性,即可判断
和的大小;构造函数
,再令
,通过二次求导探究单调性,即可判断
和的大小.
【详解】由
,
,
,
得
,
,
,
构造函数
,则
,
当
时,x=1,
时,
,
单调递减;
时,
,
单调递增,
在x=1 处取最小值
,
时
,
,即
,
取
,得
,
,
,即
;
设
,
则
,
令
,
,
因为当
时,令
,
,
单调递减,
又
时,
,则
,即
,
所以
,
因为当
时,
,
所以当
时,
,函数
单调递增,
又
,所以
,即
,
所以当
时,函数
单调递增,
所以
,即
,
,即
,
.
故选:D
【点睛】关键点睛:本题考查构造函数,利用导函数探究单调性来比较大小,考查求导运算,属于中档题.
8.(2023·全国·二模)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】比较对数式的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性、比较指数幂的大小
【分析】由
,
构造函数
,通过求导讨论
的单调性,再构造函数
,通过求导讨论
的单调性,得到
,从而得到
,从而判断出
;再
由
,
,求出
,比较
和
的大小,从而判断出
,即可得
到
.
【详解】因为
,
,
令
,则
,
当
时,
,当
时,
,
所以函数
在
上递减,在
上递增,
令
,则
,
当
时,
,当
时,
,
所以函数
在
上递减,在
上递增,
所以
,
即
,
,即
所以
,所以
;
由
,得
,
由
,得
,
所以
,
因为
,
所以
,所以
,
所以
,即
,所以
,
综上所述
.
故选:A
重难点题型5 利用含变量的式子比较大小
当作比较的几个数都含参数时,可尝试把参数取一个具体的实数,通过估算来比较大小.也可通过函数
的单调性,结合图象进行比较.
1.(2025·江西赣州·二模)若
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】比较指数幂的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性、比较正弦值的大小、比较对数式的
大小
【分析】利用相关指数函数、幂函数的单调性判断
的大小关系判断A;再对A 的结果取对数判断
B;由正弦函数单调性有
,构造
并利用导数研究其区间函数值符号判断
C;应用特例
即可判断D.
【详解】由题设,
在R 上单调递减,则
,
在定义域上单调递增,则
,
所以
,则
,即
,A,B 错;
由
在
上单调递增,则
,故
,
对于
且
,则
,
所以
在
上单调递减,则
,
所以
,C 对;
当
,此时
,D 错.
故选:C
2.(2024·河北秦皇岛·三模)已知正数
,
,满足
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】比较指数幂的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性
【分析】化
为
,作差法并构造函数
,求导利用导数求出函数最值,比较
大小,再利用作差法比较
大小,即可比较
的大小.
【详解】由
得
,即
,所以
,
令
,
,
当
时,
,
在
单调递增,
所以
,所以
,
则有
,所以
;
由
得
,即
,
所以
,
因为
,所以
,即
,故
.
故选:A.
【点睛】方法点睛:比较大小时,可根据数值构造函数,利用函数的单调性,最值比较大小.
3.(2025·上海宝山·二模)“
”的一个必要非充分条件是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】判断命题的必要不充分条件、比较对数式的大小、比较指数幂的大小、作差法比较代数式的大
小
【分析】利用充分条件与必要条件的判断方法,结合指数、对数函数的单调性,对选项A、B 和C 逐一分
析判断,即可求解;对于D,利用不等式的性,即可求解.
【详解】对于选项A,由
,得到
,即
,所以
可得
,故选项A
错误,
对于选项B,由
,得到
,所以
可得
,故选项B 错误,
对于选项C,由
,得到
,即
,所以
推不出
,
但
可以得出
,故选项C 正确,
对于选项D,由
,得到
,
又
,当且仅当
时取等号,显然
不满足题意,
则
,即
,
又当
,有
,所以
是
的充要条件,故选项D 错误,
故选:C.
4.(2025·甘肃平凉·模拟预测)若
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小、对数的运算性质的应用、由幂函数的单调性比较大小
【分析】根据不等式的基本性质以及指数函数、幂函数和对数函数的性质即可判断.
【详解】
,∴幂函数
在
上为增函数.
又
,
,故A 错误;
,∴指数函数
在
上为减函数.
又
,
,故B 错误;
,指数函数
在
上为减函数,
,
.
,∴对数函数
在
上为增函数,
又
,
,
,故C 错误;
,∴对数函数
在
上单调递减,∴
,
∴
,即
,故D 正确.
故选:D.
5.(2024·浙江·模拟预测)若正实数
,
,满足
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、比较对数式的大小、比较指数幂的大小
【分析】借助导数研究函数单调性,进而得到函数值大小即可.
【详解】
,
,则
,则
,则
.
则
,则
,则
先比较a,b:作差
,设
,
求导
,则
在
单调递减.
,
,故
有正负还有零.
即
值有正负还有零,故不能比较
大小.故A 错误.
再比较a,c:作差
,设
,求导
,则
由于
,则
在
单调递减.
,则
在
单调递增.
且
,则
,即
,即
.故B 正确.
最后比较b,c,由于
,假设
满足题意,
假设
,即
,即
,即
也满足题意,
假设
,即
,即
,即
也满足题意.
则
无法比较大小,故CD 错误.
故选:B.
6.(2024·重庆·三模)已知实数
满足
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、比较对数式的大小、对数的运算
【分析】先依据题目所给条件得
,所以对于A,依据函数
的增减性即可判断;对于B、
D,对
取特殊值为
即可判断;对于C,由
可直接判断.
【详解】因为
,
所以
,又
为增函数,故
,
对于A,因为
为减函数,所以
,故A 错误;
对于B,当
时,
,故B 错误;
对于C,
,故C 正确;
对于D,当
时,且
与
均为增函数,
所以
,此时
,故D 错误.
故选:C.
7.(2024·陕西西安·模拟预测)若
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、用导数判断或证明已知函数的单调性、由导数求函数的最值(不含参)
【分析】等价变形不等式,放缩并构造函数,用导数探讨函数单调性,求得
,再逐项分析判断即可.
【详解】不等式
,
令函数
,求导得
,令
,求导得
,
当
时,
,当
时,
,函数
在
上递减,在
上递增,
,即
,因此函数
在R 上递增,
原不等式等价于
,于是
,
对于AB,取
,有
,AB 错误;
对于CD,
,即
,C 错误,D 正确.
故选:D
【点睛】思路点睛:某些数或式大小关系问题,看似与函数的单调性无关,细心挖掘问题的内在联系,抓
住其本质,构造函数,分析并运用函数的单调性解题,它能起到化难为易、化繁为简的作用.
8.(2025·甘肃庆阳·模拟预测)(多选题)已知非零实数
满足
,则下列不等式一定成立
的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】AD
【难度】0.65
【知识点】用导数判断或证明已知函数的单调性、作差法比较代数式的大小、比较指数幂的大小、比较对
数式的大小
【分析】由题意结合函数
单调性可得
.对于A,由作差法可判断选项正误;对于B,由
对数函数单调性可判断选项正误;对于C,通过举特例可判断选项正误;对于D,由指数函数单调性可判
断选项正误.
【详解】由题意可得
,对于函数
,
则
在R 上单调递增,结合
,可得
.
对于A,
,故A 正确;
对于B,由
不能判断
与1 的大小,故B 错误;
对于C,取
,此时C 不成立,故C 错误;
对于D,因为
,由指数函数的单调性易得
,故D 正确.
故选:AD.
9.(2023·吉林长春·一模)(多选题)已知
,则下列不等关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BCD
【难度】0.65
【知识点】由已知条件判断所给不等式是否正确、比较指数幂的大小、用导数判断或证明已知函数的单调
性、由不等式的性质比较数(式)大小
【分析】将
看作
的图象与直线
交点的横坐标,数形结合可判断A,B;结合题意可
推出
,利用不等式性质可判断C;根据已知不等式的结构特征,构造函数
,利用
其单调性可判断D.
【详解】由
可知,若
,则
,则
不成立,
又
时,
,故
,
又
,则
可看作
的图象与直线
交点的横坐标,
作出
与
的图象如图,
结合图象可知
,故A 错误,B 正确;
由
,
,得
,
故
,C 正确;
令
,则
,
当
时,
,
在
上单调递增,
当
时,
,
在
上单调递减,
由于
,故
,即
,
故
,D 正确,
故选:BCD
重难点题型6 数形结合比较大小
当作比较的几个数都可转化为两个函数的零点时,可数形结合,通过观察函数图象的走势、交点、最高
点、最低点等特征,直观地判断数的大小关系.对于图像难以精确判断的情况,结合数值计算或代数
分析,进一步确定大小关系.
1.(23-24 高三上·北京·月考)函数
,
,
的零点分别为
,
,
,则
,
,,的大小顺序为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】令
,即
,令g(x)=0,即
,
令
,即
,分别作出
,
,
和
的图象,
如图所示:
由图象可知:
,所以
.故选:
.
2.(23-24 高三下·内蒙古赤峰·二模)设函数
的零点分别
为a,b,c,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】令
,
可得
,
可知
与
的交点横坐标分别为a,b,c,
在同一坐标系内作出
,
的图象,
根据图象可知:
与
有2 个交点,但均有
,所以
.故选:A.
3.(2024·北京·高考真题)已知
,
是函数
的图象上两个不同的点,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【难度】0.65
【知识点】指数式与对数式的互化、基本不等式求和的最小值、比较对数式的大小
【分析】根据指数函数和对数函数的单调性结合基本不等式分析判断AB;举例判断CD 即可.
【详解】由题意不妨设
,因为函数
是增函数,所以
,即
,
对于选项AB:可得
,即
,
根据函数
是增函数,所以
,故B 正确,A 错误;
对于选项D:例如
,则
,
可得
,即
,故D 错误;
对于选项C:例如
,则
,
可得
,即
,故C 错误,
故选:B.
4.(2022·全国甲卷·高考真题)已知
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】比较指数幂的大小、对数函数单调性的应用、由基本不等式证明不等关系
【分析】法一:根据指对互化以及对数函数的单调性即可知
,再利用基本不等式,换底公式
可得
,
,然后由指数函数的单调性即可解出.
【详解】[方法一]:(指对数函数性质)
由
可得
,而
,所以
,
即
,所以
.
又
,所以
,即
,
所以
.综上,
.
[方法二]:【最优解】(构造函数)
由
,可得
.
根据
的形式构造函数
,则
,
令
,解得
,由
知
.
在
上单调递增,所以
,即
,
又因为
,所以
.
故选:A.
【点评】法一:通过基本不等式和换底公式以及对数函数的单调性比较,方法直接常用,属于通性通法;
法二:利用
的形式构造函数
,根据函数的单调性得出大小关系,简单明了,是该
题的最优解.
重难点题型7 利用放缩法比较大小
1、放缩法的解题思路
(1)对数,利用单调性,放缩底数,或者放缩真数.
(2)指数和幂函数结合来放缩.
(3)利用均值不等式的不等关系进行放缩.
(4)“数值逼近”是指一些无从下手的数据,如果分析会发现非常接近某些整数(主要是整数多一
些),那么可以用该“整数”为变量,构造四舍五入函数关系.
2、常见放缩不等式
(1)
;
(2)
;
;
(3)
.
1.(24-25 高三上·全国·专题练习)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】令
,所以
,
当
时,
,
单调递增,
当
时,
,
单调递减,所以
,所以
,
当且仅当
时取等号,则当
时,
,即
,所以
;
因为
,故
,当且仅当
时等号成立,故
,故
.
综上可知
.故选:B.
2.(24-25 高三上·重庆·月考)已知
,则
的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
,令
,求导可得
,
所以
在
上单调递减,所以
,所以
,
所以
,所以
,即
,令
,求导得
,
当
时,
,函数
在
单调递减,
当
时,
,函数
在
单调递增,
所以
,所以
,所以
,
所以
,即
,所以
.故选:A.
3.(2025·四川自贡·二模)已知
,
,
,则
a,b,c 的大小关系为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【难度】0.4
【知识点】比较指数幂的大小、对数的运算、比较余弦值的大小、比较对数式的大小
【分析】根据题意,可判断
,
,
得解.
【详解】
,
,
,则
,
又
,
,
.
故选:C.
4.(2025·辽宁·二模)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【难度】0.4
【知识点】比较指数幂的大小、函数单调性、极值与最值的综合应用、比较对数式的大小
【分析】由
,构造函数
,利用导数分析其单调性,
可得函数
在
上单调递增,结合
可得
,进而得到
,再通过比较
和
的大小得到
,进而得出选项.
【详解】
,
设
,
则
,
设
,则
,
令
,得
,
所以函数
在
上单调递减,又
,
所以当
时,
,则
,
此时函数
在
上单调递增,又
,
所以
,则
,即
;
又
,
,则
,
所以
.
故选:D.
重难点题型8 利用泰勒展开式比较大小
常见的泰勒展开式:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
1.(23-24 高三上·湖北·开学考试)已知
,
,
,则a,b,c 的大小关系为
( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】对于a,由
,则
,故
;
对于b,
,故
;
对于c,由于
,则
,从而可得
同理,
,则
,从而可得
所以有
(或利用
,
)
综上,
故选:A
2.(23-24 高三上·山西运城·月考)已知
,
,
,则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由
,
设
,可得
恒成立,函数
在
上单调递增,
所以
,所以
在在
上恒成立,
所以
,所以
,
设
,可得
,
所以
,所以
设
,
可得
,
所以
在
上单调递增,所以
,可得
,即
,
(或设
,可得
,即
)
所以
.故选:B.