曹说数学 · 每日提分 | 2019 人教版 · 高中数学
指数对数比大小,先搭桥再比——把新高考真题一次做穿
(对应 2019 人教版 必修第一册 第四章 指数函数与对数函数:4.2 指数函数的单调性、4.3 对数的概念与运算、4.4 不同函数增长的差异)
每次大考完,总有几个学生拿着卷子来问我:"老师,指数对数比大小这题我明明会,怎么又错了?"我翻到那一页,十有八九是栽在"底数、指数、真数三个都不相同"的那种题上。这种题乍一看挺唬人,说到底就三座桥,桥一搭好,谁大谁小立刻清楚。今天咱们拿 2025 新高考I卷第8题打头阵,再配上 2024 天津卷和 2022 全国甲卷T12,三道真题把这三座桥实打实跑一遍。
一、先认三座桥
(1)同底(或同真数)的,直接比指数(或真数)——这是单调性这座直桥。比如 和 ,底都是2大于1,指数大的就大,不用算。
(2)底数、指数、真数全都不一样的,别硬算,找中间量搭桥。最常用的桥是 0 和 1:一个数大于1、一个在0到1之间、一个小于0,大小直接排出来。
(3)几个式子长得像的,把它俩同构化归成"同一个函数 的两个值",只要比出 谁大,函数值大小就定了。这是构造函数这座斜桥,也是压轴题最爱考的。
教材 必修第一册 第四章 4.2 的例7 就用第(2)座桥:比较 与 ,拿 1 当桥,,一步出结果。真题只是把桥拆得更隐蔽一点。
二、主例:2025 新高考I卷 第8题(5分)
题目:若实数 满足 ,则 的大小关系不可能是( )。
A. B. C. D.
这道题三个对数底不同、真数也不同,正好是第(3)座斜桥的用武之地。我在考场见过不少学生当场去"取特殊值碰运气",碰上一个算一个,碰不到就交白卷。咱们反过来,用公共值把三个变量统一成 的函数,反而一眼看穿:
设 ,则
现在比 的大小,等价于在两两之间找"谁超过谁"的临界 值。逐个来:
(1)比 :,整理得 (记作 )。
(2)比 :,整理得 (记作 )。
(3)比 :,整理得 (记作 )。
注意 ,按 从小到大把数轴切成四段,每一段的大小关系都是确定的:
当 时, 且 且 ,得到 (对应选项 A,可能);
当 时,(对应选项 C,可能);
当 时,(对应选项 D,可能);
当 时,得到 ,而选项里没有这个顺序。
所以四个选项里唯一不可能出现的是 B:——它要求 又要求 ,可 要在 ,而 要在 ,两边矛盾,根本凑不出来。答案选 B。这道题硬算几乎不可能,搭桥一看就透。
三、例1:2024 天津卷类型——中间量搭桥
设 ,比较 的大小。
解:别去算具体数值。,因为真数 ;再看 ,底数大于1、指数为负,落在 和 之间;。用 0 和 1 两座桥一排:。这题考的就是你能不能忍住不算、先分类。
四、例2:2022 全国甲卷 T12——同构构造函数
设 ,比较 大小。
解:三个式子都是"某个数的对数除以这个数",结构一模一样,这正是第(3)座斜桥的信号。构造
当 时 , 单调递减。注意一个巧劲:。而 都在 内,递减意味着 ,也就是 。一个等号把 平移到 ,比直接算三个近似值利落得多。
五、今天回来就做三件事
(1)遇见"三个都不同"的比大小,先别动笔算,默念三座桥,挑一座能用的。
(2)中间量优先试 0 和 1,十次有七次能直接排出来,省下的时间留给压轴。
(3)看到 、、 这类"分式带对数"的,条件反射想构造函数,导数一求单调性就现形。
这几个坑,我都替你标好了:一是见题就按计算器,越算越乱还超时;二是同构时硬把 和 当分数比大小,忘了它们其实是函数值;三是把 的递减区间记成 或 ,临界点在 不是 。
今日随堂练
(练习1,必修第一册 第四章,难度:中)设 ,比较 的大小。
(练习2,难度:中偏上)比较 的大小。
答案与解析
练习1:(真数小于1);,落在 和 之间;。用 0、1 搭桥得 。
练习2:沿用例2的 ,在 递减。由 得 ,即 。这题比例2还干净,因为三个自变量都在递减区间里,不用像 那样借 平移。
把你的解答写在留言区,老师会精选~
下期预告:统计与概率(必修)——频率分布表与古典概型,别被"不少于/恰有"绕晕(必修第二册 第九章、第十章)
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