本题导读
本题核心考查利用导数研究函数单调性以及对数式大小的比较。通常通过构造函数 并分析其在极值点 两侧的单调性,或者利用对数性质化为同次根式进行直接对比。
📌【题干】
Question
(2005年全国卷III(理)) 若 ,则()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 解法一(构造函数法):注意到三个代数式具有相同的结构 ,可构造函数 。求导确定其单调性,利用常数 作为桥梁判定 与 的大小,再对 与 或 进行单独定量比较。
- 解法二(对数性质变换法):利用对数的性质将分母通分,转化为同底数或同方根的形式,通过比较真数的大小直接得出结论。
✅【答案】
Success
C
✍【详细解析】
Abstract
解法一:构造函数法 构造辅助函数 ()。 对 进行求导得:
令 ,解得 。
- 当 时,,函数 在 上严格单调递增;
- 当 时,,函数 在 上严格单调递减。
因为 ,而 且 , 在单调递减区间 上,由于 ,所以:
为了确定 与 的关系,利用对数运算律对 与 进行通分比较: 因为 ,且对数函数 单调递增,所以 。
同理,对 与 进行通分比较: because ,所以 。
综上所述,可得大小关系为 。
解法二:对数性质变换法(直接通分法) 将 变形为根式乘积的形式:
由于对数底数 ,真数越大则对数值越大。将各真数开方次数通分为 30 次方根:
由于真数大小满足:, 即 。 So 。
故选 C
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:单峰函数 的极值与单调性应用、指数与对数的大小比较规律。
- 核心方法:构造函数单调性法、换底/换幂通分法。
- 避坑指南:
- 极易因 的直观顺序,而错误地认为在 上其大小也具有单调性。
- 使用导数法时,由于 2 在 的左侧,3 和 5 在 的右侧,单调性不一致,无法直接一次性得出三者关系,必须通过二次比较(如通分真数)来确定 2 与 5 的相对大小。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题源自高等数学中研究经典函数 极值特征的基础模型,也是高考中关于“构造函数比较大小”这一高频考点的鼻祖题型。
- 结论推广:函数 在 处取得全局最大值 。该模型常用于证明超越不等式(如 恒成立),或者通过变形 转化为比较 的大小。
🔗【关联脉络】
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