本题导读

本题核心考查不同底数的指数函数在函数值相等时,自变量之间的大小关系判定。解题关键在于引入辅助变量作为中介值,并针对中介值的不同取值范围进行严密的分类讨论。

📌【题干】

Question

(2005年江西卷) 已知实数 满足等式 ,下列五个关系式: ① ;② ;③ ;④ ;⑤ . 其中不可能成立的关系式有 ()

A. 1个      B. 2个      C. 3个      D. 4个

🔍【思路分析】

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  1. 引入辅助变量 ,令 ()。
  2. 将 用含有 的对数式表示出来。
  3. 针对 、 以及 三种情况进行分类讨论,利用对数函数的单调性与底数性质比较 与 的大小,从而判定各关系式的正误。

✅【答案】

Success

B

✍【详细解析】

Abstract

设 ()。 对等式两边取对数,可得: , 。

根据 的取值范围分三种情况进行讨论:

① 当 时, ,, 此时 ,关系式 ⑤ 成立。

② 当 时, 由对数函数性质可知 ,。 因为底数 ,所以在 时有 。 两边同乘以 改变不等号方向,得 , 即 ,此时关系式 ② 成立,而关系式 ④ 不可能成立。

③ 当 时, 令 (其中 ),则有: , 。 因为 且底数 ,所以 , 即 (可写为 ),此时关系式 ① 成立,而关系式 ③ 不可能成立。

综上所述,可能成立的关系式有 ①、②、⑤;不可能成立的关系式有 ③、④,共有 2 个。 故选 B

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:指数与对数式的互化、对数函数图象受底数影响的相对位置关系。
  2. 核心方法:引入中介常数 法、化同底或换底比较法。
  3. 避坑指南:一是容易漏掉 导致 的临界特殊情况,误判 ⑤ 为不可能成立;二是在比较 与 的大小时,容易受到负号的影响导致大小关系颠倒,可以通过画出 与 的简图直观辅助判断。

📖【试题探源与推广】

Tip

1.试题探源: 本题由人教A版必修第一册“对数函数及其性质”中关于“不同底数的幂或对数比较大小”的课后习题拓展演变而来,考查对指对函数图象深刻的直观理解。 2.结论推广: 设 ,若 : 当 时,有 ; 当 时,有 。 此结论可以通过底数的相对大小以及换底公式统一证明,常用于高考选择题中对指对数复合不等式大小的快速秒杀。

🔗【关联脉络】

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