精品讲义:最全数学比较大小的方法总结
赣南医学院教务处-凝聚态
高考命题中,常常在选择题或填空题中出现一类比较大小的问题,
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.
这类问题的解法往往可以从代数和几何两方面
加以探寻,即利用函数的
性质及图象解答.本专题以一些典型例题来说明此类问题的方法与技巧.
【方法归纳】
(一)常用技巧和方法
1、如何快速判断对数的符号?八字真言“同区间正,异区间负”,容我
慢慢道来:
判断对数的符号,关键看底数和真数,区间分为
0,1
和
1,
(1)如果底数和真数均在
0,1
<
br>中,或者均在
1,
中,那么对数的值
为正数
(2)如果底数和真数一个在
0,1
中,一个在
1
,
中,那么对数的值
为负数
例如:
log
3
0.50,log
0.5
0.30,log
2
30
等
2、要善于利用指对数图象观察指对数与特殊常数(如0,1)的大小关系,
一作图,自明了
3、比较大小的两个理念:
(1)求同存异:如果两个指数(或对数)的底数相同,则可通过
真数
的大小与指对数函数的单调性,判断出指数(或对数)的关系,所以要
熟练运用公式,尽量
将比较的对象转化为某一部分相同的情况
1
3
1
4
1
2<
br>例如:
3,4,5
,比较时可进行转化,尽管底数难以转化为同底,但指
数可以
变为相同
3
3
1
3
1
4
12
,4
4
1
4
1
3
12
,5
5
1
2
1
6
12
,从而只需比较底数的大小即可
(2)利用特殊值作“中间量”:在指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(在
兵法上可
称为“分割包围,各个击破”,也有一些题目需要选择特殊的常
数对所比较的数的值进行估计,例如log
2
3
,可知
1log
2
2log
2
3log
2
42
,进而可估计
log
2
3是一个1点几的数,从
而便于比较
4、常用的指对数变换公式:
m
m
n
(1)
a
a
<
br>
n
(2)
log
a
Mlog
a
Nl
og
a
MN
log
a
Mlog
a
N
log
a
n
(3)
log
a
Nnlog
aN
a0,a1,N0
M
N<
br>(4)换底公式:
log
a
b
log
c
b
log
c
a
1
n
(令
cb
)
log
a
m
N
n
log
a
N
log
b
a
m
进而有两个推论:
log
a
b
(二)利用函数单调性比较大小
1、函数单调性的作用:
f
x
在
a,b
单调递增,则
x
1
,x
2
a,b
,x
1
x
2
f
x
1
f
x
2
(在单调区间内,单调性是自变量大小关系与函数值大小关系的桥梁)
2、导数运算法则:
(1)
f
x
g
x
f
'
x
g
x
f
x
g
'
x
f
x
f
'
x
g
x
f<
br>
x
g
'
x
(2)
2
gxgx
''
3、常见描述单调性的形式
(1)导数形式:
f
'
x
0f
x
单调递增;
f
'
x
0f
x
单调递减
(2)定义形式:
f
x
1
f
x
2
f
x
1
f
x
2
0
:
0
或
x<
br>1
x
2
x
1
x
2
表示函数值的差与对应自变量的差同号,则说明函数单调递增,若异号<
br>则说明函数单调递减
4、技巧与方法:
(1)此类问题往往条件比较零散,不易寻找
入手点.所以处理这类问题
要将条件与结论结合着分析.在草稿纸上列出条件能够提供什么,也列
出要得出结论需要什么.两者对接通常可以确定入手点
(2)在构造函数时要根据条件的特点进行猜
想,例如出现轮流求导便
猜有可能是具备乘除关系的函数.在构造时多进行试验与项的调整
(
3)在比较大小时,通常可利用函数性质(对称性,周期性)将自变
量放入至同一单调区间中进行比较
(三)数形结合比较大小
1、对称性与单调性:若已知单调性与对称性,则可通过作出草图观
察
得到诸如“距轴越近,函数值越……”的结论,从而只需比较自变量与坐
标轴的距离,即可得
到函数值的大小关系
(1)若
f
x
关于
x
a
轴对称,且
a,
单调增,则图象可能以下三
种情
况,可发现一个共同点:自变量距离轴越近,其函数值越小
(2)若
f
x
关于
xa
轴对称,且
a,
单
调减,则图象可能以下三
种情况,可发现一个共同点:自变量距离轴越近,其函数值越大
2、
函数的交点:如果所比较的自变量是一些方程的解,则可将方程的
根视为两个函数的交点.抓住共同的函
数作为突破口,将其余函数的图
象作在同一坐标系下,观察交点的位置即可判断出自变量的大小.
【经典例题】
alog
2
0.2,b2
0
.2
,c0.2
0.3
,例1【.2019全国Ⅰ卷理数】已知
则( )
A.
abc
C.
cab
【答案】
B
B.
acb
D.
bca
【解析】
alog
2
0.2
log
2
10,
b2
0c0.2
0.3
0.2<
br>0
1,
即
0c1,
0.2
2
0
1,
则
acb
.
故选
B
.
例
2.
【
2019全国Ⅱ卷理数
】若
a>b
,则(
)
A
.
ln(a−b)>0
C
.
a
3
−b
3
>0
【答案】
C
B
.
3
a
<3
b
D
.
│a│>│b│
【解析】取
a2,b1
,满足<
br>ab
,但
ln(ab)0
,则
A
错,排除
A<
br>;
由
93
2
3
1
3
,知
B<
br>错,排除
B
;
取
a1,b2
,满足
ab
,但
|1||2|
,则
D
错,排除
D
;
3
因为幂函数
yx
是增函数,
ab
,所以<
br>a
3
b
3
,即
a
3
−b
3
>0
,
C
正确
.
故选
C
.
例
3.
【
2019全国Ⅲ卷理数
】设
f
x
是定义域为
R
的偶函数,且在
0,+
单
调递减,则
2
3
1
2
ff
)>(
2
)>(
2
3
)
4
2
3
1
3
fff
B
.(
log
3
)>(
2
)>(
2
2
)
4
2
3
1
C
.
f
(
2
2
)>
f
(
2
3
)>
f
(
log
3
)
4
2
3
1
3
2
fff
D
.(
2
)>(
2
)>(log
3
)
4
A
.
f
(
log
3
【答案】
C
1
Qfx
f(log)f(log
3
4)
.
【解析】是定义域为
R
的偶函数,
3
4
p>
Qlog
3
4log
3
31,122
0
2
3
2,log
3
42
32
2
3
2
3
2
,
<
br>又
f
x
在
(0
,
+∞)
上单调递减,
3
2
∴
f(log
3
4)f
2
3
<
br>f
2
2
,
2
3
1
3<
br>2
f2f2flog
即
3<
br>
.
4
故选
C
.
例4
.【2017天津】已知奇函数
f(x)
在R上是增函数,
g(x)xf(x).若
ag(log
2
5.1)
,
bg(2
0.8
)
,
cg(3)
,则a,b,c的大小关系为(
)
(A)
abc
(B)
cba
【答案】
C
(C)
bac
(D)
bca
【解析】因为
f(x)
是奇函数且在
R
上是增函数,所以在
x0
时,
f(x)0
,
从而g(x)xf(x)
是
R
上的偶函数,且在
[0,)
上是
增函数,
ag(log
2
5.1)g(log
2
5.1)
,
2
0.8
2
,又
45.18
,则
2log
2
5.13
,所以即
02
g(2
0.8
)g
(log
2
5.1)g(3)
,
0.8
log
25.13
,
所以
bac
,故选C.
例5.【2017山东】若a>b>0,且ab=1,则下列不等式成立的是
1bb1
a
log
2
ab
B.
a
log
2
ab
a
b22b
1b1b
C.
alog
2
ab
a
D.
log
2
ab
a
a
b2b2
A.
a
【答案】B
【解析】因为
ab0
,且
ab1
,
所以
a1,0b1,
2
a
1
b
b
1,log
2
ab
log
2
2ab1,
2
a
a
11
abalog
2
ab
,所以选B.
bb
例6.【20
19天津理数】已知
alog
5
2
,
blog
0.5<
br>0.2
,
c0.5
0.2
,则
a,b,c
的大小关
系为( )
A.
acb
C.
bca
【答案】
A
【解析】因为
alog
5
2log
5
5
blog
0.5
0.2log
0.5
0.25
2
,
0.5c0.5
10.2
B.
abc
D.
cab
1
,
2
1
0.5
,即
c1
,
2
0
所以
acb
.
故选
A.
【最新模拟】
1
1
.(
2020·
福建高三(理))设
ae
2
,
b4e
2<
br>,
c2e
1
,
d3e
2
,
则
a,b,c,d
的大小关系为(
)
A
.
cbda
B
.
cdab
C
.
cbad
【答案】
B
【解析】
D
.
cdba
.
3
9e
16<
br>1e
3
44e
2
2
2
2
a
4<
br>,
b
4
,
c
2
4
,
d
4
,由于
e2.7
,
e
2
7.39
,
e
e
eeee
2
e
3
20.09
,
所以
cdab
,故选:
B
.
2
.(
2020·
湖南高三学业考试)
10
名工人某天生产同一零件,生产的件
数是
15
,
17
,
14
,
10
,
15
,
17
,
17
,
16
,
14
,
12.
设其平均数为
a
,
中位数为
b
,众数为
c
,则有(
)
.
A
.
abc
C
.
cab
【答案】
B
1
(15
171410151717161412)14.7
,
10<
br>1
中位数为
b(1515)15
,众数为
c=17
.<
br>故选:
B.
2
B
.
cba
D
.
bca
【解析】
a
qlog5
10
3.
(
2020·
四川省泸县第二中学高三月考(文))
已知
plog
3
6
,
rlog
7
14
,则
p
,
q
,
r
的大小关系为(
)
A
.
qpr
B
.
prq
【答案】
C
【解析】依题意得
p1+log
3
2
,
q1log
5
2
,r1log
7
2
,而
C
.
pqr
<
br>rqp
D
.
log
3
2log
5
2
log
7
2
,所以
pqr
.
4.
(
2020·
四川省泸县第四中学高三月考(理))设{
a
n
}是等比数列,
则
“a
1
<
a
2
<
a
3
”
是数列{
a
n
}是递增数列的
A
.充分而不必要条件
C
.充分必要条件
【答案】
C
B
.必要而不充分条件、
D
.既不充分也不必要条件
a
1
0
a
1
0
2
aaaaaqaq
【解析】1
或
,所以数列
23111
q1
0q
1
{
a
n
}是递增数列
,
若数列<
br>{a
n
}
是递增数列,则
“a
1
<
a
2
<
a
3
”
,因此
“a
1
<
a
2
<
a
3
”
是数列{
a
n
}是递
增数列的充分必要条件,选
C
5
.(
2020·
四川棠湖中学高三
月考(文))设
alog
2018
2019
,
blog
2019
2018
,
c2018
1
2019
,则
a
,
b
,
c
的大小关系是(
).
B
.
acb
D
.
cba
A
.
abc
C
.
cab
【答案】
C
【解析】
1
因为
1log
2018
2018alog
2018
2019log
2018
2018,
2
1
1
blog
2019
20
18log
2019
2019,
c2018
2019
201
8
0
1
,
2
故本题选
C.
0.10
.1
6
.(
2020·
北京八十中高三开学考试)设
a4,bl
og
3
0.1,c0.5
,
则
(
)
A
.
abc
B
.
bac
C
.
acb
D
.
bca
【答案】
C
【解析】
a4
0.1
1,blog
3
0.
10,0c0.5
0.1
1
,
acb
,故选
C
.
2.9
4
1
7
.(
2020·<
br>河南高三月考(文))己知
a
4
6
,
blog
5
,
c
,
4
21
3
则(
)
A
.
abc
B
.
acb
C
.
bca
D
.
cab
【答案】
B
【解析】因为
a
666
0
1
4
1
4
,
4
1
blog
5
log
5
10,0c
3
4
21
4
所以
acb
,故选:
B.
2.9
1
1
,
3
0
8.
(
2020·
广东高三月
考(文))已知
alog
3
8
,
b0.25
0.8<
br>,
c8
,
则(
)
A
.
abc
B
.
bac
C
.
bca
D
.
acb
【答案】
D
【解析】
log
3
82,
0.25
0.8
4
0.8
2
1.6
2
1.5
222
,
∴
acb
.
故选:
D.
9.
(
2020·
新兴县第一中学高三期末
(理))函数
f
x
象如图所示,则下列结论成立的是
( )
xb
xc
2
的图
A
.
b0,c0
B
.
b0,c0
C
.
b0,c0
【答案】
C
【解析】
∵
f
x
∴
y
xb
D
.
b0,c0
xc
2的图象与
y
轴交于
M
,
且点
M
的纵坐标为正,
b
0
,故
b0
,
c
2
Qf
x
xb
xc
2
∴
定义域为
x|xc
其函数图象间断的横坐标为正
,
c0
,故
c0
.
故选:
C
10
.
(
2020·
云南高三(理))已知
t1
,
x=log
2
t,ylog
3
t,z=log
5
t
,则A
.
2x3y5z
B
.
5z2x3y
C
.
3y5z2x
【答案】
D
【解析】由题意
2x2log
2
tlog
2
t
,
3y3log
3
tlog
3
3
t
,
D
.
3y2x5z
5z5log
5
tlog
5
5
t
,
又
228
,
339
,
3
12
1
6
1
3
1
6
易知
2
2<
br>3
3
,
5
5
25
10
,
22
32
10
,即
5
5
2
2
,
∴
15
5
2
2
3
3
,又t1
,
∴
3y2x5z
,故选
D
.
<
br>11
.(
2020·
天水市第一中学高三月考(理))定义在
R
上的函数
f
x
2x
的图象是连续不断的曲线,且f
x
f
x
e
,
当
x0
时,
1
1
1
1
111
1
11
1
f
x
f
x
恒成立,则下列判断一定正确的是(
)
5
A
.
ef
2
f
3
<
br>
5
C
.
ef
2
f
3
5
B
.
f
2
ef
3
5
D
.
f
2
ef
3
【答案】
B
f
x
2x
【解析】构造
函数
g
x
x
,因为
f
<
br>x
f
x
e
,
e
f
x
f
x
2x
f
x
f
x
所以
f<
br>
x
2x
,则
,
e
gxgx
e
e
x
e
x
e
x
所以
g
x
为偶数,当
x0
时,
g
x
f
x
f
x
0
,
x
e
所以
g
x
在
0,
上单调递增,所以有
g
3
g
2
,则
g
3
g
2
,
即
f
3
f
2
5
ef
3
f
<
br>2
.
,即
32
ee
12.
.(
2020·
海南中学高三月考)已知函数
f
x
<
br>ln
x
2
1x
,设
af
log
3
0.2
,
bf
30.2
,
cf
3
1.1
,则(
)
A
.
abc
B
.
bac
C
.
cba
【答案】
D
【解析】
∵
f
x
ln
D
.
cab
x
21x
∴
f(x)ln(x
2
1x)ln
1
x1x
2
,
2
∴
f(x)ln(x1x)<
br>
∵
当
x0
时,
x
2<
br>1x1
;当
x0
时,
0x
2
1x1
,
222
∴
当
x0
时,
f(x)l
n(x1x)ln(x1x)ln(x1x)
,
f(x)ln(x2
1x)
;
22
当
x0
时
f
(x)ln(x1x)ln(x1x)
;
f(x)ln(x
21x)ln(x
2
1x)
.
∴
f(x)f(x
)
,
∴
函数
f
x
是偶函数,
∴
当
x0
时,易得
f(x)ln(x
2
1
x)
为增函数
∴
af(log
3
0.2)f(log
3
5)
,
cf(3
1.1
)f(3
1.1<
br>)
,
∵
1log
3
52
,
0
3
0.2
1
,
3
1.1
3
∴<
br>f(3
1.1
)f(log
3
5)f(3
0.2
)
,
∴
cab
,故选
D.
blog
4
8
,
13.
(
2020·
黑龙江实验中学高三开学考试(文))若
alog
2
3
,
clo
g
5
8
,则
a,b,c
的从大到小顺序为
.
【答案】
abc
1
【解析】由于
blog4
8log
2
8log
2
8log
2
9
a
,即
ab
.
2
由于
blog
4
8
11
c
,即
bc
.
所以
abc.
log
8
4log
8
8
14
、(
2020·
山东高三月考)已设
a,b
都是正数,则
“
log
a
3
<log
b
3
”
是
“
3
a
>
3
b
>
3
”
的
条件
.
(填
“
充分不必要
”
、
“<
br>必要不充分
”
、
“
充要
”
、
“
既不
充分也不必要
”
)
【答案】必要不充分
【解析】
1
,由
3
a
>
3
b<
br>>
3
,
1
或
0<a<<1b
或
a>b>由
log
a
3<log
b
3
,得
0<b<a<
1
,
“
log
a
3
<log
b
3
”
是
“
3
a
>3
b
>3
”
的必要不充分条件.
得
a>b>
|x|
15. <
br>(
2020·
四川省泸县第四中学高三月考(理))已知
f(x)xg2,
1
af(log
3
5)
,
bf(log
3
)
,
cf(ln3)
,则
a,b,c
的从大到小顺序<
br>2
为
.
【答案】
cab
x
【解析】由函数的解析式可知函数为奇函数,当
x0
时,
f
x
x
2
,
此时函数为增函数,结合奇函数的性
质可知函数
f
x
是定义在
R
上的
单调
递增函数,由于
ln31log
3
50log
3
1
,
2
1
fln3flog5flog
故
3
3
.
即
cab
.
2
16.
(
2020·
河北工业大学附
属红桥中学高三月考)已知函数
f(x)3x2cosx
,
若
af(3
2
),
bf(2),
cf(log
2
7),
则
a,b,c
的从小
到大顺序为
.
【答案】
bca
【解析】
因为函数
f
x
3x2cosx
,所以导数函数
f'
x
32sinx
,可得
f'
x
32sinx0
在
R
上恒成立,所以
f
x
在
R
上为增函数,
又因为
2log
2<
br>4log
2
733
2
,所以
bca
,故选
D.