本题导读
本题考查指数函数的图象与性质,以及对数函数的图象与性质。
📌【题干】
Question
(2024年天津卷)若 ,,,则 ,, 的大小关系为( )
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 确立参照标尺:比较不同类型的指对数大小,常用的分界点是 0 和 1。
- 分析指数幂 与 :由于 与 底数相同且大于 1,构造指数函数 ,根据其在 上的严格单调递增性,比对指数 与 的大小,并以 为界确定范围。
- 分析对数值 :构造对数函数 ,由于底数大于 1 且真数小于 1,以 为临界点判定其正负。
- 并轨得出结论:将三个数分别定位到 、 、 三个区间内,确定大小链条。
✅【答案】
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D
✍【详细解析】
Abstract
第一步:剖析指数幂 和 的数值区间
与 具有相同的底数 。构造指数函数:
根据指数函数的性质,由于底数满足 ,因此该函数在实数集 上严格单调递增。
因为自变量的大小关系为:
根据增函数的性质,自变量越大,对应的函数值也越大,即:
由于 ,代入已知符号 可得:
第二步:剖析对数值 的正负极性
对于对数项 。构造对数函数:
根据对数函数的性质,由于底数满足 ,因此该对数函数在定义域 上严格单调递增。
引入边界点 作为参考,因为真数满足 ,由对数函数的严格单调递增性可得:
由于 ,上式等价于:
第三步:串联大小链条
综合式①与式②,三个数在数轴上的区间分布为:
- 落在负数区间: ;
- 落在正分数区间: ;
- 落在大于 1 的区间: 。
因此,它们从大到小的顺序为:
故选:B。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:指数函数 与对数函数 的严格单调性、特殊点值判定。
- 核心方法:中间值卡位法(以 0, 1 为常用标尺)。
- 避坑指南:
- 对数正负号混淆:判定对数值与 0 的大小关系时,注意“底数与真数同区为正,异区为负”。即底数和真数同时大于 1 或同时小于 1 时,对数值为正;底数和真数一个大于 1 且一个小于 1 时,对数值为负。本题中底数 而真数 ,属于异区构型,可直接判定 。
- 负指数幂的符号误判:注意 并非负数。只要指数函数的底数大于 0,其幂值 恒大于 0。负指数仅代表其数值为正数的倒数,使其数值分布在 区间内。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题考查指数函数与对数函数性质的综合应用,属于高考中常见的关于基本初等函数图象与性质的保底得分题。
- 结论推广:对于形式更为复杂的错位指对数大小比较(如比较 ),除了使用 1 作为基准外,通常还需要引入 、 或 等精细中介值。通过利用换底公式统一底数或进行幂次变形,可将复杂的跨类比对转化为同类单调函数内部的自变量比对。
🔗【关联脉络】
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