题目
若实数x,y,z满足2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是( )A. x>y>zB. x>z>yC. y>x>zD. y>z>x
若实数x,y,z满足2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A. x>y>z
B. x>z>y
C. y>x>z
D. y>z>x
题目解答
答案
B. x>z>y
解析
考查要点:本题主要考查对数方程的转化与实数大小比较,需要学生掌握对数与指数的互化,并能通过设定参数分析变量间的关系。
解题核心思路:
- 设定公共参数:将三个等式设为同一常数$k$,将$x$、$y$、$z$均表示为$k$的函数。
- 比较函数增长性:利用指数函数的单调性,分析不同$k$值下$x$、$y$、$z$的大小关系。
- 排除法验证选项:通过代入特殊值或分析不等式,判断各选项是否可能成立。
破题关键点:
- 对数与指数互化:将方程转化为$x=2^{k-2}$,$y=3^{k-3}$,$z=5^{k-5}$。
- 指数函数增长速率差异:底数越大,指数函数增长越快,但需注意底数与指数的共同作用。
设$2+\log_2 x = 3+\log_3 y = 5+\log_5 z = k$,则:
$x = 2^{k-2}, \quad y = 3^{k-3}, \quad z = 5^{k-5}$
分析各选项可能性:
-
选项A($x > y > z$):
取$k=3$,则$x=2^{1}=2$,$y=3^{0}=1$,$z=5^{-2}=\frac{1}{25}$,满足$x > y > z$。 -
选项C($y > x > z$):
取$k=5$,则$x=2^{3}=8$,$y=3^{2}=9$,$z=5^{0}=1$,满足$y > x > z$。 -
选项D($y > z > x$):
取$k=8$,则$x=2^{6}=64$,$y=3^{5}=243$,$z=5^{3}=125$,满足$y > z > x$。 -
选项B($x > z > y$):
需满足:- $2^{k-2} > 5^{k-5}$
$\Rightarrow (k-2)\ln 2 > (k-5)\ln 5$
$\Rightarrow k < \frac{5\ln5 - 2\ln2}{\ln5 - \ln2} \approx 4.25$ - $5^{k-5} > 3^{k-3}$
$\Rightarrow (k-5)\ln5 > (k-3)\ln3$
$\Rightarrow k < \frac{3\ln3 -5\ln5}{\ln3 - \ln5} \approx 3.5$
但$k$需同时满足$k < 4.25$和$k < 3.5$,此时$x=2^{k-2}$、$y=3^{k-3}$、$z=5^{k-5}$均随$k$减小而减小,无法满足$x > z > y$。
- $2^{k-2} > 5^{k-5}$