(5分)设 x、 y、 z 为正数,且 2^ x =3^…——2017 高考数学第 11 题答案解析

2017_新课标 I 卷 (2017·理)

2017 全国 第 11 题 单选题 区分题
2017_新课标 I 卷 (2017·理)

11.(5分)设 $x , y , z$ 为正数,且 $2^{x}=3^{y}=5^{z}$ ,则( )

A. $2 x<3 y<5 z$
B. $5 z<2 x<3 y$
C. $3 y<5 z<2 x$
D. $3 y<2 x<5 z$
参考答案

D

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这道题真正考什么?

核心知识
函数的单调性
核心考法
构造函数函数与方程化归与转化
关键能力
应用单选题
最容易错
范围错误符号错误
难度
区分题
先及格路线 · 函数的单调性 · 高难题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

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完整解析 · 逐步详解

【考点】72:不等式比较大小。
【专题】35:转化思想;51:函数的性质及应用;59:不等式的解法及应用.
【分析】 $\mathrm{x} , \mathrm{y} , \mathrm{z}$ 为正数,令 $2^{\mathrm{x}}=3^{\mathrm{y}}=5^{\mathrm{z}}=\mathrm{k}>1$ . $\lg \mathrm{k}>0$ .可得 $\mathrm{x}=\frac{\lg \mathrm{k}}{\lg 2}, \mathrm{y}=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg 3}, \mathrm{z}=$

$\frac{\operatorname{lgk}}{\lg 5}$ 。可得 $3 y=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg \sqrt[3]{3}}, 2 x=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg \sqrt{2}}, 5 z=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg \sqrt[5]{5}}$ 。根据 $\sqrt[3]{3}=\sqrt[6]{9}>\sqrt[6]{8}=\sqrt{2}$ , $\sqrt{2}=\sqrt[10]{32}>\sqrt[10]{25}=\sqrt[5]{5}$ .即可得出大小关系.
另解:$x , y , z$ 为正数,令 $2^{x}=3^{y}=5^{z}=k>1$ . $\lg k>0$ .可得 $x=\frac{\lg k}{\lg 2}, y=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg 3}, z=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg 5}$ .$\frac{2 x}{3 y}=\frac{2}{3} \times \frac{\lg 3}{\lg 2}=\frac{\lg 9}{\lg 8}>1$ ,可得 $2 x>3 y$ ,同理可得 $5 z>2 x$ .
【解答】解: $\mathrm{x} , \mathrm{y} , \mathrm{z}$ 为正数,
令 $2^{x}=3^{y}=5^{z}=k>1$ 。 $\operatorname{lgk}>0$ 。
则 $\mathrm{x}=\frac{\lg \mathrm{k}}{\lg 2}, \mathrm{y}=\frac{\lg \mathrm{k}}{\lg 3}, \mathrm{z}=\frac{\lg \mathrm{k}}{\lg 5}$ .
$\therefore 3 y=\frac{l g k}{l g \sqrt[3]{3}}, \quad 2 x=\frac{l g k}{l g \sqrt{2}}, \quad 5 z=\frac{l g k}{l g \sqrt[5]{5}}$ .
$\because \sqrt[3]{3}=\sqrt[6]{9}>\sqrt[6]{8}=\sqrt{2}, \sqrt{2}=\sqrt[10]{32}>\sqrt[10]{25}=\sqrt[5]{5}$.
$\therefore \lg \sqrt[3]{3}>\lg \sqrt{2}>\lg \sqrt[5]{5}>0$.
$\therefore 3 y<2 x<5 z$ .
另解:$x , y , z$ 为正数,
令 $2^{x}=3^{y}=5^{z}=k>1$ 。 $\operatorname{lgk}>0$ 。
则 $\mathrm{x}=\frac{\lg \mathrm{k}}{\lg 2}, \mathrm{y}=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg 3}, \mathrm{z}=\frac{\operatorname{lgk}}{\lg 5}$ .
$\therefore \frac{2 \mathrm{x}}{3 \mathrm{y}}=\frac{2}{3} \times \frac{\lg 3}{\lg 2}=\frac{\lg 9}{\lg 8}>1$ ,可得 $2 \mathrm{x}>3 \mathrm{y}$ ,
$\frac{5 z}{2 x}=\frac{5}{2} \times \frac{\lg 2}{\lg 5}=\frac{\lg 2^{5}}{\lg 5^{2}}>1$ .可得 $5 z>2 x$ .
综上可得: $5 z>2 x>3 y$ .
解法三:对 k 取特殊值,也可以比较出大小关系。
故选:D.
【点评】本题考查了对数函数的单调性、换底公式、不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

✅ 来源:2017年 · 全国 · 2017_新课标 I 卷 (2017·理) · 第 11 题 · 本题已通过全部自动发布校验

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