【高中数学/函数/幂函数、指数函数】已知:a=2^4/3,b=4^2/5,c=25^1/3,求:a,b,c三者的大小关系?(2023年全国III卷)
【问题】
已知:a=2^4/3,b=4^2/5,c=25^1/3,求:a,b,c三者的大小关系?
【解答】
a=2^4/3=(2^4)^1/3=16^1/3<25^1/3=c 因此a<c
b=4^2/5=2^4/5<2^4/3=a,因此b<a
三者的整体大小关系就是b<a<c
【图像】
因为a=16^1/3,c=25^1/3, 可看作a和c是幂函数y=x^1/3的点,a的横坐标为16,c的横坐标为25;
又因为a=2^4/3,b=2^4/5,可看作a和b是指数函数y=2^x上的点,a的横坐标为4/3,c的横坐标为4/5;
将它们在图上标识出来,因为两者都是增函数,大小关系也一目了然。
【绘图所用Canvas代码】
<!DOCTYPE html> <html lang="utf-8"> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/> <head> <title>UNASSIGNED</title> <style type="text/css"> .centerlize{ margin:0 auto; border:0px solid red; width:1200px;height:600px; } </style> </head> <body onload="draw();"> <div class="centerlize"> <canvas id="myCanvas" width="10px" height="10px" style="border:1px dashed black;"> 如果看到这段文字说您的浏览器尚不支持HTML5 Canvas,请更换浏览器再试. </canvas> </div> </body> </html> <script type="text/javascript"> <!-- /***************************************************************** * 将全体代码拷贝下来,粘贴到文本编辑器中,另存为.html文件, * 再用chrome浏览器打开,就能看到动画效果。 ******************************************************************/ // 系统常量定义处 const TITLE="a=2^4/3,b=4^2/5,c=25^1/3比较大小"; // 图像标题 const WIDTH=1200; // 画布宽度 const HEIGHT=600; // 画布高度 const ScaleUnit=12.5; // 缩放比例 // 系统变量定义处 var context=0; // 画布环境 var stage; // 舞台对象 var timeElapsed=0; // 动画运作的的时间 const TIME_END=10000; // 动画运作的期限 //------------------------------- // Canvas开始运作,由body_onload调用 //------------------------------- function draw(){ document.title=TITLE; // 画图前初始化 var canvas=document.getElementById('myCanvas'); canvas.width=WIDTH; canvas.height=HEIGHT; context=canvas.getContext('2d'); // 进行屏幕坐标系到笛卡尔坐标系的变换 // 处置完成前,原点在左上角,向右为X正向,向下为Y的正向 // 处置完毕后,原点移动到画布中央,向右为X正向,向上为Y的正向 context.translate(WIDTH/2,HEIGHT/2); context.rotate(Math.PI); context.scale(-1,1); // 初始化舞台 stage=new Stage(); // 开始动画 animate(); }; //------------------------------- // 画图 //------------------------------- function animate(){ timeElapsed+=1;// 时间每轮增加1 stage.update(timeElapsed); stage.paintBg(context); stage.paint(context); if(timeElapsed<TIME_END){ window.requestAnimationFrame(animate); } } //------------------------------- // 舞台对象定义处 //------------------------------- function Stage(){ var obj=new Object; obj.curve1={ name:"曲线:y=2^x", xEnd:6, x:-12, y:0, color:"maroon", setY:function(x){ this.y=Math.pow(2,x);// 解析式 // 制成坐标 let coord={"x":x,"y":this.y}; this.pts0.push(coord); }, "pts0":[], }; obj.curve2={ name:"曲线:y=x^1/3", xEnd:32, x:0, y:0, color:"orange", setY:function(x){ this.y=Math.pow(x,1/3);// 解析式 // 制成坐标 let coord={"x":x,"y":this.y}; this.pts0.push(coord); }, "pts0":[], }; // 随时间更新位置 obj.update=function(t){ // 记录曲线1的xy值 if(obj.curve1.x<obj.curve1.xEnd){ obj.curve1.x+=0.1; obj.curve1.setY(obj.curve1.x); } // 记录曲线2的xy值 if(obj.curve2.x<obj.curve2.xEnd){ obj.curve2.x+=0.1; obj.curve2.setY(obj.curve2.x); } }; // 画前景 obj.paint=function(ctx){ // 曲线一名称 drawText(ctx,this.curve1.name,400,225,this.curve1.color,18); // 曲线一当前点坐标 drawText(ctx,"当前 X:"+this.curve1.x.toFixed(3)+" Y:"+this.curve1.y.toFixed(3),400,205,this.curve1.color,18); // 绘制曲线一 paintCurve(ctx,this.curve1.color,this.curve1.pts0); //var mm=findMaxMin(this.curve1.pts0); //markMaxMin(ctx,mm,this.curve1.color); // 曲线二名称 drawText(ctx,this.curve2.name,400,175,this.curve2.color,18); // 曲线二当前点坐标 drawText(ctx,"当前 X:"+this.curve2.x.toFixed(3)+" Y:"+this.curve2.y.toFixed(3),400,155,this.curve2.color,18); // 绘制曲线二 paintCurve(ctx,this.curve2.color,this.curve2.pts0); //var mm=findMaxMin(this.curve2.pts0); //markMaxMin(ctx,mm,this.curve2.color); // a,c比较 paintPoint(ctx,16,Math.pow(16,1/3),"a","black"); paintPoint(ctx,25,Math.pow(25,1/3),"c","black"); // a,b比较 paintPoint(ctx,4/3,Math.pow(2,4/3),"a","black"); paintPoint(ctx,4/5,Math.pow(2,4/5),"b","black"); }; // 画背景 obj.paintBg=function(ctx){ // 清屏 ctx.clearRect(-600,-300,1200,600); ctx.fillStyle="white"; ctx.fillRect(-600,-300,1200,600); // 画X轴 drawAxisX(ctx,-600,600,50); // 画Y轴 drawAxisY(ctx,-300,300,50); // 画网格线 drawGrid(ctx,-600,-300,50,1200,600,50,"lightGrey"); // 左上角标题 var metrics = ctx.measureText(TITLE); var textWidth = metrics.width; drawText(ctx,TITLE,-WIDTH/2+textWidth,HEIGHT/2-30,"grey",18); // 右下角作者,日期 const waterMarkTxt="逆火原创@"+(new Date()).toLocaleDateString(); metrics = ctx.measureText(waterMarkTxt); textWidth = metrics.width; drawText(ctx,waterMarkTxt,WIDTH/2-textWidth,-HEIGHT/2,"lightGrey",16); }; return obj; } // 描绘并标识一个点 function paintPoint(ctx,x,y,text,color){ ctx.beginPath(); ctx.arc(x*ScaleUnit,y*ScaleUnit,4,0,Math.PI*2,false); ctx.closePath(); ctx.strokeStyle=color; ctx.stroke(); drawText(ctx,text,x*ScaleUnit+9,y*ScaleUnit-5,color,12); } // 连点成线画曲线 function paintCurve(ctx,color,cds){ ctx.strokeStyle = color; ctx.beginPath(); for(var i=0; i<cds.length; i++){ let y=cds[i].y; if(Math.abs(cds[i].y*ScaleUnit)<300){ ctx.lineTo(cds[i].x*ScaleUnit,cds[i].y*ScaleUnit); } } ctx.stroke(); } // 找到坐标数组的最大最小值 function findMaxMin(cds){ if(cds.length<1){ return null; } var retval={max:-10000,max_x:0,min:10000,min_x:0}; for(var i=0;i<cds.length;i++){ var y=cds[i].y; if(y>retval.max){ retval.max=y; retval.max_x=cds[i].x; } if(y<retval.min){ retval.min=y; retval.min_x=cds[i].x; } } return retval; } // 绘出最大最小值 function markMaxMin(ctx,mm,color){ if(mm==null){ return; } // 最大值 var x=mm.max_x; var y=mm.max; ctx.strokeStyle=color; ctx.beginPath(); ctx.arc(x*ScaleUnit,y*ScaleUnit,5,0,Math.PI*2,false); ctx.closePath(); ctx.stroke(); var text="max@x="+x.toFixed(3)+" y="+y.toFixed(3); drawText(ctx,text,x*ScaleUnit,y*ScaleUnit,color,12); // 最小值 var x=mm.min_x; var y=mm.min; ctx.strokeStyle=color; ctx.beginPath(); ctx.arc(x*ScaleUnit,y*ScaleUnit,5,0,Math.PI*2,false); ctx.closePath(); ctx.stroke(); var text="min@x="+x.toFixed(3)+" y="+y.toFixed(3); drawText(ctx,text,x*ScaleUnit,y*ScaleUnit,color,12); } // 定点画实心圆 function drawSolidCircle(ctx,x,y,r,color){ ctx.save(); ctx.beginPath(); ctx.arc(x,y,r,0,2*Math.PI); ctx.fillStyle=color; ctx.fill(); ctx.stroke(); ctx.restore(); } // 两点之间画线段 function drawLine(ctx,x1,y1,x2,y2,color){ ctx.save(); ctx.lineWidth=0.25; ctx.strokeStyle=color; ctx.fillStyle=color; ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x1,y1); ctx.lineTo(x2,y2); ctx.stroke(); ctx.closePath(); ctx.restore(); } // 画横轴 function drawAxisX(ctx,start,end,step){ ctx.save(); ctx.lineWidth=0.25; ctx.strokeStyle='navy'; ctx.fillStyle='navy'; // 画轴 ctx.beginPath(); ctx.moveTo(start, 0); ctx.lineTo(end, 0); ctx.stroke(); ctx.closePath(); // 画箭头 ctx.beginPath(); ctx.moveTo(end-Math.cos(getRad(15))*10, Math.sin(getRad(15))*10); ctx.lineTo(end, 0); ctx.lineTo(end-Math.cos(getRad(15))*10, -Math.sin(getRad(15))*10); ctx.stroke(); ctx.closePath(); // 画刻度 var x,y; y=5; for(x=start;x<end;x+=step){ ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x, 0); ctx.lineTo(x, y); ctx.stroke(); ctx.closePath(); drawText(ctx,x/ScaleUnit+"",x,y-20,"navy",12); } ctx.restore(); } // 画纵轴 function drawAxisY(ctx,start,end,step){ ctx.save(); ctx.lineWidth=0.5; ctx.strokeStyle='navy'; ctx.fillStyle='navy'; // 画轴 ctx.beginPath(); ctx.moveTo(0, start); ctx.lineTo(0, end); ctx.stroke(); ctx.closePath(); // 画箭头 ctx.beginPath(); ctx.moveTo(Math.sin(getRad(15))*10, end-Math.cos(getRad(15))*10); ctx.lineTo(0, end); ctx.lineTo(-Math.sin(getRad(15))*10, end-Math.cos(getRad(15))*10); ctx.stroke(); ctx.closePath(); // 画刻度 var x,y; x=5; for(y=start;y<end;y+=step){ ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x, y); ctx.lineTo(0, y); drawText(ctx,y/ScaleUnit+"",x-15,y,"navy",12); ctx.stroke(); ctx.closePath(); } ctx.restore(); } // 画网格线 function drawGrid(ctx,x1,y1,step1,x2,y2,step2,color){ ctx.save(); ctx.lineWidth=0.5; ctx.strokeStyle=color; ctx.fillStyle=color; ctx.setLineDash([4,4]);// 设置虚线 var x,y; for(x=x1;x<x2;x+=step1){ ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x, y1); ctx.lineTo(x, y2); ctx.stroke(); ctx.closePath(); } for(y=y1;y<y2;y+=step2){ ctx.beginPath(); ctx.moveTo(x1, y); ctx.lineTo(x2, y); ctx.stroke(); ctx.closePath(); } ctx.restore(); } //------------------------------- // 角度得到弧度 //------------------------------- function getRad(degree){ return degree/180*Math.PI; } //------------------------------- // 得到颜色 //------------------------------- function getColor(index){ var arr=[ "aqua"/* aqua湖绿色*/, "black"/* black黑色*/, "blue"/* blue蓝色*/, "fuchsia"/* fuchsia 紫红*/, "green"/* green 绿色*/, "grey"/* grey 草木灰*/, "lime"/* lime 亮绿色*/, "maroon"/* maroon 棕色*/, "navy"/* navy 海军蓝*/, "orange"/* orange 橙色*/, "purple"/* purple 紫色*/, "red"/* red 大红*/, "skyblue"/* skyblue 天蓝*/, "teal"/* teal 蓝绿色*/, "yellow"/* yellow 亮黄*/, "#aa0000"/* #aa0000 铁锈红*/, ]; if(index>arr.length){ index=index % arr.length; } return arr[index]; } //------------------------------------- // 绘制文字,指定颜色 // ctx:绘图环境 // text:文字 // x,y:坐标 // color:颜色 // size:字体大小 //------------------------------------- function drawText(ctx,text,x,y,color,size){ ctx.save(); ctx.translate(x,y) ctx.rotate(getRad(180)) ctx.scale(-1,1) ctx.textBaseline="bottom"; ctx.textAlign="center"; ctx.fillStyle=color; ctx.font = size+"px consolas"; ctx.fillText(text,0,0); ctx.restore(); } // JS开立方 function kaiLiFang(x){ if(x>0){ return Math.pow(x,1/3); }else{ return -Math.pow(-x,1/3); } } //--> /************************************** 《飞沙风中转》 电影《我在H社会的日子》插曲 作曲:罗大佑 人在风暴中 无奈的打转 如象风沙 倦也须兜转 无奈的疾冲 无奈的***转 曾热的面孔 渐缺少温暖 嘿哟哼嘿哟 飞沙风中转 嘿哟哼嘿哟 飞沙风中转 情在风暴中 难预早打算 人被风浪冲 聚也许苦短 其实风是空 无奈斩不断 埋没几段恩 剩余几多怨 嘿哟哼嘿哟 飞沙风中转 嘿哟哼嘿哟 飞沙风中转 年月消逝中 才悟风中转 全为贪顺风 没作主挑选 如今逆风 豪迈的奔远 重拾心内真 撞碎风千串 嘿哟哼嘿哟 风吹我不断 嘿哟哼嘿哟 风吹我吹不断 嘿哟哼嘿哟 风吹我不打转 **************************************/ </script>
END