三个对数值的大小比较 | 一题多解

发布时间 2023-11-28 07:53:36作者: 静雅斋数学

前言

典例剖析

比较 \(\log_23\)\(\log_34\)\(\log_45\) 的大小比较;

分析:利用假分数的性质\(\cfrac{b}{a}>\cfrac{b+m}{a+m}\)(\(b>a\)) 和相关变形 \(\log_ab=\log_a{(a\times\cfrac{b}{a})}=1+\log_a{\cfrac{b}{a}}\)来处理;

\(\log_23=\log_2(2\times \cfrac{3}{2})=1+\log_2\cfrac{3}{2}\),同理,\(\log_34=1+\log_3\cfrac{4}{3}\)\(\log_45=1+\log_4\cfrac{5}{4}\),这样,关键是比较 \(\log_2\cfrac{3}{2}\)\(\log_3\cfrac{4}{3}\)\(\log_4\cfrac{5}{4}\) 的大小关系;又由于 \(\cfrac{3}{2}>\cfrac{3+1}{2+1}=\cfrac{4}{3}\)\(\cfrac{4}{3}>\cfrac{4+1}{3+1}=\cfrac{5}{4}\),故可以利用先取同底数的对数,再结合不同底数真数相同的对数值来传递大小关系即可。

【法1】:由于 \(\cfrac{3}{2}>\cfrac{4}{3}>0\),两边同时取以 \(2\) 为底的对数,

得到 \(\log_2\cfrac{3}{2}>\log_2\cfrac{4}{3}\),又 \(\log_2\cfrac{4}{3}>\log_3\cfrac{4}{3}\)[底数相同真数不相同],

所以,可得到 \(\log_2\cfrac{3}{2}>\log_3\cfrac{4}{3}\),①

同理同法,由于 \(\cfrac{4}{3}>\cfrac{5}{4}>0\),两边同时取以 \(3\) 为底的对数,

得到 \(\log_3\cfrac{4}{3}>\log_3\cfrac{5}{4}\),又 \(\log_3\cfrac{5}{4}>\log_4\cfrac{5}{4}\)[底数相同真数不相同],

所以,可得到 \(\log_3\cfrac{4}{3}>\log_4\cfrac{5}{4}\),②

由①②可得,\(\log_2\cfrac{3}{2}>\log_3\cfrac{4}{3}>\log_4\cfrac{5}{4}\),对双连不等式的左中右同时\(+1\)

得到 \(1+\log_2\cfrac{3}{2}>1+\log_3\cfrac{4}{3}>1+\log_4\cfrac{5}{4}\)

整理即得到,\(\log_23>\log_34>\log_45\) .