设 $a={\log_{\frac 13}}\dfrac 12$,$b={\log_{\frac 12}}\dfrac 23$,$c={\log_3}\dfrac 43$,则 $a,b,c$ 的大小关系是 \((\qquad)\)
【难度】
【出处】
2011年高考重庆卷(文)
【标注】
【答案】
B
【解析】
根据已知 $a={\log_3}2$,$b={\log_2}3-1$,$c=2{\log_3}2-1$,于是令 $t={\log_2}3$,则$$a=\dfrac 1t,b=t-1,c=\dfrac 2t-1.$$由于 ${\log_{2^3}}3^2>1$,于是 $\dfrac 32<{\log_2}3<2$,因此 $c<\dfrac 13$,而 $a,b>\dfrac 12$,从而有 $c$ 为最小数.
难点在于比较 $a$ 与 $b$ 的大小关系,作差\[\begin{split}b-a&=(t-1)-\dfrac 1t\\&=\dfrac{t^2-t-1}t\\&=\dfrac 1t\left(t-\dfrac{1+\sqrt 5}2\right)\left(t-\dfrac{1-\sqrt 5}2\right),\end{split}\]因此只需要比较 $t$ 与 $\dfrac{1+\sqrt 5}2$ 的大小.
事实上,由 ${\log_{2^8}}3^5={\log_{256}{243}}<1$ 得$${\log_2}3<\dfrac 85=1.6<\dfrac{1+\sqrt 5}{2},$$于是 $b-a<0$,即 $b<a$.
综上,$a,b,c$ 的大小关系为 $c<b<a$.
难点在于比较 $a$ 与 $b$ 的大小关系,作差\[\begin{split}b-a&=(t-1)-\dfrac 1t\\&=\dfrac{t^2-t-1}t\\&=\dfrac 1t\left(t-\dfrac{1+\sqrt 5}2\right)\left(t-\dfrac{1-\sqrt 5}2\right),\end{split}\]因此只需要比较 $t$ 与 $\dfrac{1+\sqrt 5}2$ 的大小.
事实上,由 ${\log_{2^8}}3^5={\log_{256}{243}}<1$ 得$${\log_2}3<\dfrac 85=1.6<\dfrac{1+\sqrt 5}{2},$$于是 $b-a<0$,即 $b<a$.
综上,$a,b,c$ 的大小关系为 $c<b<a$.
题目
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