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    2025年高考数学一轮复习讲义 考点归纳与方法总结 第07练 函数的单调性与最值(精练:基础+重难点)(含解析)

    2025年高考数学一轮复习讲义 考点归纳与方法总结 第07练 函数的单调性与最值(精练:基础+重难点)(含解析)第1页
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    这是一份2025年高考数学一轮复习讲义 考点归纳与方法总结 第07练 函数的单调性与最值(精练:基础+重难点)(含解析),共32页。

    1.借助函数图像,会用符号语言表达函数的单调性、最大值、最小值.
    2.理解函数单调性与最值的作用和实际意义.
    一、单选题
    1.(2023·北京·高考真题)下列函数中,在区间上单调递增的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】C
    【分析】利用基本初等函数的单调性,结合复合函数的单调性判断ABC,举反例排除D即可.
    【详解】对于A,因为在上单调递增,在上单调递减,
    所以在上单调递减,故A错误;
    对于B,因为在上单调递增,在上单调递减,
    所以在上单调递减,故B错误;
    对于C,因为在上单调递减,在上单调递减,
    所以在上单调递增,故C正确;
    对于D,因为,,
    显然在上不单调,D错误.
    故选:C.
    2.(2023·全国·高考真题)已知函数.记,则( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【分析】利用作差法比较自变量的大小,再根据指数函数的单调性及二次函数的性质判断即可.
    【详解】令,则开口向下,对称轴为,
    因为,而,
    所以,即
    由二次函数性质知,
    因为,而,
    即,所以,
    综上,,
    又为增函数,故,即.
    故选:A.
    3.(2023·全国·高考真题)设函数在区间上单调递减,则的取值范围是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】D
    【分析】利用指数型复合函数单调性,判断列式计算作答.
    【详解】函数在R上单调递增,而函数在区间上单调递减,
    则有函数在区间上单调递减,因此,解得,
    所以的取值范围是.故选:D
    【A级 基础巩固练】
    一、单选题
    1.(2024·广西·二模)下列函数中,在上单调递增的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】D
    【分析】根据题意,依次分析选项中函数的定义域及单调性,综合即可得答案.
    【详解】对于A,,其定义域为,不符合题意;
    对于B,,在上为减函数,不符合题意;
    对于C,,在上单调递减,不符合题意;
    对于D,,在上单调递增,符合题意;
    故选:D.
    2.(23-24高二下·北京·阶段练习)已知函数,则下列选项正确的是( ).
    A.B.
    C.D.
    【答案】D
    【分析】利用导数判断的单调性,结合单调性比较大小.
    【详解】因为在上恒成立,可知在上单调递增,
    又,所以.
    故选:D.
    3.(23-24高二下·四川·期中)函数的单调递减区间为( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【分析】根据复合函数的单调性判断即可.
    【详解】由,则,解得或,
    所以函数的定义域为,
    令,则是增函数,
    又在上单调递减,
    所以的单调递减区间是.
    故选:A.
    4.(2024高二下·陕西西安·学业考试)已知,,,则( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【分析】利用指数函数和对数函数的单调性确定幂值和对数值的范围即得.
    【详解】因,即,
    又,即,
    而,即,
    故.
    故选:A.
    5.(23-24高一上·甘肃白银·期中)函数是定义在上的增函数,则满足的的取值范围是( )
    A.B.C.D.
    【答案】D
    【分析】根据函数的单调性,可得关于x的不等式,即可求得答案.
    【详解】由题意知函数是定义在上的增函数,
    则由,得,
    解得,即,
    故选:D
    6.(23-24高二下·北京·阶段练习)下列函数中,满足“任意,且,都有的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】A
    【分析】由题意可知:在内单调递减,结合选项分析判断.
    【详解】由题意可知:在内单调递减,
    对于选项A:因为在内单调递减,
    可知在内单调递减,故A正确;
    对于选项BCD:此时在内单调递增,故BCD错误;
    故选:A.
    7.(23-24高三上·云南大理·期中)若对,使得(且)恒成立,则实数的取值范围是( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【分析】分与两种情况,对不等式变形后,结合函数单调性求出最值,从而得到实数的取值范围.
    【详解】若(且)对任意的都成立.
    ①当时,,由变形得到,故,
    因为指数函数在上单调递增,故要使得对任意成立,
    只需,即得;
    ②当时,变形为,即得,
    因为指数函数在上单调递减,要使得对任意成立,
    只需,即,即得,
    因此,结合题意可知要使得对,使得(且)恒成立,
    取与的交集,可知,
    故选:A.
    8.(2023·全国·模拟预测)已知点在直线上,若,则下列选项正确的是( )
    A.有最大值,最小值4B.有最大值,没有最小值
    C.没有最大值,但有最小值4D.没有最大值也没有最小值
    【答案】C
    【分析】利用指数运算将化简变形为可以利用基本不等式的形式,然后利用基本不等式并结合“”进行求解得到最小值,根据指数函数单调性得到没有最大值.
    【详解】若点在直线上,则,即,
    所以,
    当且仅当即时等号成立,此时取得最小值4,
    又因为在上单调递增,所以时,
    此时因为,所以,而,
    所以,即没有最大值,
    故选:C.
    9.(23-24高三上·江苏南通·期中)已知函数在内单调递增,则实数的取值范围是( )
    A.B.C.D.
    【答案】D
    【分析】根据给定条件,可得,恒成立,结合给定单调性列式求解即得.
    【详解】依题意,,恒成立,即,恒成立,则,
    函数有意义,则,解得或,
    显然函数在上单调递增,因此函数在上单调递增,
    从而函数在上单调递增,
    所以实数的取值范围是.
    故选:D
    二、多选题
    10.(23-24高一上·浙江·期末)下列函数的值域为且在定义域上单调递增的函数是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】AC
    【分析】结合基本初等函数的单调性及值域检验个选项即可判断.
    【详解】根据幂函数的性质及函数图象的平移变换可知:在上单调递增且值域为,故A符合题意;
    根据指数函数的图象和性质可得:的值域为,故B不符合题意;
    根据对数函数的图象和性质可得:在上单调递增,值域为,故C符合题意;
    根据反比例函数的图象和性质可知:在和上单调递增,但在定义域上不单调,故D不符合题意.
    故选:AC
    11.(23-24高一下·甘肃定西·开学考试)设函数(,且),若,则( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】AD
    【分析】利用求得的解析式,从而得到的奇偶性与单调性,从而得解.
    【详解】因为,,
    所以,解得(负值舍去),则,
    易得是偶函数,且在单调递减,在单调递增,
    故,,,故AD正确,BC错误.
    故选:AD.
    12.(23-24高一上·安徽·期末)已知,为实数,且,则下列不等式恒成立的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】BC
    【分析】利用函数单调性和反例可得答案.
    【详解】对于A,,而,故A不正确;
    对于B,因为为减函数,,所以,故B正确;
    对于C,因为为增函数,,所以,故C正确;
    对于D,,而,故D不正确.
    故选:BC.
    13.(23-24高三上·新疆乌鲁木齐·阶段练习)若函数的最小值为,则的值为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】BD
    【分析】求出函数的对称轴,分、、三种情况,分别求出函数的最小值,即可求出参数的值.
    【详解】函数开口向上,对称轴为,
    若,即时,解得或(舍去),
    若,即时,函数在上单调递减,所以,解得,
    若,即时,函数在上单调递增,所以,解得(舍去),
    综上可得或.
    故选:BD
    三、填空题
    14.(23-24高三上·湖北·阶段练习)已知,则函数的最大值与最小值的和为 .
    【答案】16
    【分析】根据对勾函数的性质求解即可.
    【详解】解:由对勾函数的性质可知在上单调递减,在上单调递增,
    所以,
    又因为,,
    所以,
    所以.
    故答案为:
    15.(2024高一·全国·专题练习)函数的单调区间为
    【答案】增区间为和,无单调递减区间,
    【分析】分离常数,即可求解.
    【详解】,所以的单调递增区间为和
    故答案为:单调递增区间为和,无单调递减区间,
    16.(23-24高三上·全国·阶段练习)已知函数,则当时;的最大值为 .
    【答案】9
    【分析】将函数分离常数可得,再由反比例函数性质可得当时,取最大值9.
    【详解】易知,
    所以,
    由反比例函数性质可知当时,取最大值,;
    故答案为:9
    17.(23-24高一上·广东河源·阶段练习)已知函数在区间上具有单调性,则实数a的取值范围是 .
    【答案】
    【分析】分类讨论求得的单调区间,由已知可得或,求解即可.
    【详解】当时,,所以在上单调递增,
    当时,,所以在上单调递减,
    由函数在区间上具有单调性,
    可得或,解得或,
    所以实数a的取值范围是.
    故答案为:.
    18.(23-24高二下·上海金山·期中)已知函数,则不等式的解集为 .
    【答案】
    【分析】结合分段函数性质可得该函数为增函数,利用增函数的性质即可得解.
    【详解】当时,为增函数,且,
    当时,为增函数,且,
    则在上为增函数,
    则不等式等价为,
    即,解得:,
    即不等式的解集为.
    故答案为:.
    19.(23-24高一上·四川成都·阶段练习)已知函数在上单调递减,则实数的取值范围是 .
    【答案】
    【分析】根据复合函数单调性求出在上单调递减,再由在上单调递减,得到,进而求得a的取值范围.
    【详解】令,则.
    因为在上单调递减,在上单调递增,在R上单调递减,
    所以在上单调递增,在上单调递减.
    因为在上单调递减,
    所以有,解得.
    故答案为:
    20.(2024·陕西安康·模拟预测)已知命题,若为假命题,则的取值范围是
    【答案】
    【分析】根据全称命题的真假可知为真命题,由此构造函数,结合单调性求得最值,即可求得答案.
    【详解】由题意知命题为假命题,
    则为真命题,
    设,则,
    由于在R上单调递增,故在上单调递减,
    则,故,
    故答案为:
    21.(23-24高三上·天津南开·阶段练习)已知,,,则的取值范围为 .
    【答案】
    【详解】换元令,,整理得,结合二次函数分析求解.
    【分析】令,,则,,
    可得,即,解得,
    则,
    因为开口向下,对称轴为,
    可知在上单调递增,且,
    可知,则,
    所以的取值范围为.
    故答案为:.
    四、解答题
    22.(2024高一·全国·专题练习)已知二次函数的图象过点,且不等式的解集为.
    (1)求的解析式;
    (2)设,若在上是单调函数,求实数的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)
    【分析】
    (1)设,代入点的坐标求出的值,即可求出函数解析式;
    (2)首先表示出,从而确定其对称轴,依题意得到或,解得即可.
    【详解】(1)
    因为不等式的解集为,
    所以和为关于的方程的两根,且二次函数的开口向上,
    则可设,,
    即,
    由的图象过点,可得,解得,
    所以,即.
    (2)
    因为,对称轴,
    因为在上是单调函数,所以或,解得或,
    即实数的取值范围.
    23.(23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·开学考试)已知偶函数的定义域为,.
    (1)求实数的值;
    (2)判断的单调性,并给出证明.
    【答案】(1)
    (2)在R上单调递增,证明见解析
    【分析】(1)根据函数为偶函数,得到,结合定义域关于原点对称,得到方程,求出实数的值;
    (2)利用定义法求解函数的单调性步骤:取值,作差,判号,下结论.
    【详解】(1)偶函数的定义域为,
    有,解得,
    且,即,
    故,解得;
    (2)单调递增,证明如下:
    由(1)知,,定义域为R,
    设,


    易得,,,则,
    即,所以在R上单调递增.
    24.(23-24高三上·江苏连云港·阶段练习)已知函数.
    (1)当时,求的最大值和最小值;
    (2)若,使成立,求实数的取值范围.
    【答案】(1)最大值为170,最小值为
    (2)
    【分析】(1)换元后得到,,求出最值;
    (2)转化为,只需,根据对勾函数的单调性得到函数最值,得到,求出答案.
    【详解】(1)令,
    故,
    当时,取得最小值,最小值为,
    又,,
    故的最大值为170,最小值为;
    (2),即,
    令,故在上有解,
    ,只需,
    其中在上单调递减,在上单调递增,
    又当时,,当时,,
    故,解得,
    故实数的取值范围为.
    【B级 能力提升练】
    一、单选题
    1.(2024·安徽安庆·三模)已知函数的图象经过点,则关于的不等式的解集为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】C
    【分析】根据图象经过点得到解析式,再由单调性和奇偶性化简不等式即可求解.
    【详解】由题意知,解得,所以,其在上单调递增,
    又因为,所以函数为奇函数,,
    所以不等式可化为,
    于是,即,解得或.
    故选:C.
    2.(2024·贵州黔东南·二模)已知正实数,满足,则的最大值为( )
    A.0B.C.1D.
    【答案】A
    【分析】根据等式关系构造函数,由其单调性可得,于是结合基本不等式可得的最大值.
    【详解】由题,构造函数,则,
    显然在上单调递增,所以,即,
    所以,当且仅当,时等号成立.
    所以的最大值为0.
    故选:A.
    【点睛】关键点点睛:函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效.
    3.(2024·吉林长春·模拟预测)已知函数,则不等式的解集为 ( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【分析】判断的奇偶性和单调性,再根据函数性质求解不等式即可.
    【详解】,定义域为,又,故为偶函数;
    又当时,均为单调增函数,故为上的单调增函数;
    又,故当时,,则此时为上的单调增函数,故时,为单调减函数;
    ,即,则,即,,
    也即,解得.
    故选:A.
    4.(2024·广东深圳·模拟预测)已知函数,若,使得成立,则实数m的取值范围为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】C
    【分析】
    先求出分段函数的最小值;再求解不等式的解集即可.
    【详解】因为函数在区间上单调递减,在区间上单调递增,
    所以当时,函数取得最小值.
    又因为函数在区间上单调递增,
    所以当时,.
    综上可得函数的最小值为.
    因为,使得成立,
    所以,解得:或.
    故选:C.
    5.(2024·全国·模拟预测)命题,命题:函数在上单调,则是的( )
    A.充分不必要条件B.必要不充分条件
    C.充要条件D.既不充分也不必要条件
    【答案】A
    【分析】由命题求出的取值范围,再判断充分性和必要性即可.
    【详解】设,则可化为.
    充分性:当时,函数在上单调递减,在上单调递减,且,所以在上单调递增,因此充分性成立.
    必要性:当时,在上单调递减,在上单调递减,且,所以在上单调递增;
    当时,在上单调递增,在上单调递减,且在上恒成立,所以,则,此时函数在上单调递减.
    综上可知,当函数在上单调时,或,因此必要性不成立.所以是的充分不必要条件.
    故选:A.
    【点睛】易错点点睛:本题以含有参数的对数型函数的单调性为背景,考查充分条件与必要条件的判断,体会函数思想、分类讨论思想的应用.先考虑充分性,再考虑命题为真命题时,参数的取值范围,对参数进行分类讨论,同时不要忘记考虑真数大于0这一情况,这是本题的易错点.
    二、多选题
    6.(2023·云南昆明·模拟预测)设偶函数在上单调递增,则下列结论中正确的是( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】BC
    【分析】利用函数的单调性、奇偶性分析运算即可得解.
    【详解】因为函数为偶函数,所以;
    又因为偶函数在上单调递增,则,
    所以,,
    且由函数为偶函数知在上单调递减,故
    对于选项A和B,∵,在上单调递减,
    ∴,故A错误,B正确;
    对于选项C和D,∵,,函数为偶函数,
    在上单调递减,
    ∴,故C正确,D错误.
    故选:BC.
    7.(23-24高三上·贵州·开学考试)已知函数,,若对任意.及对任意,都有,则实数a的值可以是( )
    A.B.C.2D.3
    【答案】CD
    【分析】因为对任意及对任意,都有,所以,根据以及解析式的结构分别求出最小值和最大值即可.
    【详解】当对任意时,,当且仅当,即时,等号成立,所以在上;
    又,
    当,即时,在上,由,解得,所以;
    当,即时,在上,由,解得,所以;
    综上可知,实数a的取值范围是;
    故选:CD.
    8.(23-24高三下·湖北·开学考试)设函数且在区间上单调递减,则的取值可以为( )
    A.B.C.D.
    【答案】AC
    【分析】利用导数可求得的单调性,由此可得的大致图象;分别在和的情况下,根据复合函数单调性可确定的单调性,结合的图象可构造不等式组求得的范围.
    【详解】令,,

    当时,;当时,;
    在,上单调递增,在上单调递减;
    令,解得:或,
    的大致图象如下图所示,

    当时,若在上单调递减,则在上单调递减,
    ,解得:;
    当时,若在上单调递减,则在上单调递增,
    或,解得:;
    综上所述:实数的取值范围为,可能的取值为和.
    故选:AC.
    三、填空题
    9.(2022高三·全国·专题练习)函数的单调递减区间为 .
    【答案】
    【分析】求出函数的定义域,确定由复合而成,判断这两个函数的单调性,根据复合函数的单调性,即可求得答案.
    【详解】由题意知函数,
    令,则,
    则即由复合而成,
    由于在上单调递减,
    故要求函数的单调递减区间,
    即求的单调递增区间,
    而的对称轴为,
    则的单调递增区间为,
    则函数的单调递减区间为,
    故答案为:
    10.(2024高三·上海·专题练习)已知函数,则不等式的解集是
    【答案】
    【分析】
    首先根据函数的图象判断函数的单调性,根据单调性求解不等式.
    【详解】
    作出函数的图像如图所示,由图可知,函数在R上单调递增,

    因为,
    所以等价于,
    即,解得,
    所以不等式的解集是.
    故答案为:
    11.(2024·全国·模拟预测)设,则函数的最大值为 .
    【答案】
    【分析】平方后,设,得到,,根据函数单调性得到最值,得到答案.
    【详解】设,,两边平方得.
    设,两边平方得,
    则,
    由于,,则,,
    又由于在区间上单调递增,
    所以当时,的最大值为,
    则在区间上的最大值为.
    故答案为:
    12.(23-24高三上·北京东城·期末)设函数
    ①若,则的最小值为 .
    ②若有最小值,则实数的取值范围是 .
    【答案】
    【分析】对①,分别计算出每段的范围或最小值即可得;对②,由指数函数在开区间内没有最小值,可得存在最小值则最小值一定在段,结合二次函数的性质即可得.
    【详解】①当时,,
    则当时,,
    当时,,
    故的最小值为;
    ②由,则当时,,
    由有最小值,故当时,的最小值小于等于,
    则当且时,有,符合要求;
    当时,,故不符合要求,故舍去.
    综上所述,.
    故答案为:;.
    四、解答题
    13.(23-24高三上·上海虹口·期中)已知且,函数,.对任意,恒成立,且.
    (1)求实数b,c的值.
    (2)若在上是严格增函数,求实数a的取值范围.
    【答案】(1)
    (2)
    【分析】(1)由可知的对称轴为,结合列式求解即可;
    (2)根据对数的定义可知在上恒成立,可得,且,再结合复合函数单调性分析求解.
    【详解】(1)因为,可知的对称轴为,
    且,则,解得.
    (2)由(1)可知:,则,
    由题意可知:在上恒成立,即在上恒成立,
    可得,且,
    可知开口向上,对称轴为,
    即在上是严格增函数,
    若在上是严格增函数,则
    所以实数a的取值范围.
    14.(2024高三·全国·专题练习)已知函数,记是在区间上的最大值.
    (1)当且时,求的值;
    (2)若,证明.
    【答案】(1)或;
    (2)证明见解析.
    【分析】(1)由在上的最大值在的端点处或对称轴处取得,分类讨论求出的值并检验即可;
    (2),由,求出的取值范围即可证明结论.
    【详解】(1)时,,易知,在上的最大值在的端点处或对称轴处取得.
    而,所以或
    若,解得或,此时,或,
    当,在上单调递增,最大值为;
    当时,在上单调递增,最大值为;
    若,解得,
    当时,,在上单调递增,最大值为;
    当时,,在上单调递增,最大值为,
    综上,或.
    (2)由,得,即,
    所以,且,所以,
    而,所以,即.
    15.(23-24高三上·上海松江·期中)设函数且.
    (1)若,判断的奇偶性和单调性;
    (2)若,求使不等式恒成立时实数的取值范围;
    (3)若,且在上的最小值是,求实数的值.
    【答案】(1)奇函数,单调递增;
    (2)
    (3)
    【分析】(1)利用函数奇偶性和单调性的结论即可判断;
    (2)由解得,由(1)知为减函数且为奇函数,利用奇偶性和单调性可知原不等式等价于,利用二次函数恒成立即可求解;
    (3)由可得,,令,则根据其单调性可得,,对称轴为,分别讨论和时,的最小值即可求解.
    【详解】(1)的定义域为,关于原点对称;
    又因为,所以是上的奇函数;
    ,因为,所以,
    又因为均为在上的增函数,则也为在上的增函数.
    (2),即,所以,
    因为,所以,
    由(1)知在上单调递增的奇函数,
    原不等式等价于,
    所以,即恒成立,
    所以,解得:,
    所以实数的取值范围是:.
    (3),即,
    解得:或(舍)
    所以,
    令,则在单调递增,
    所以,
    ,对称轴为,
    当时,,解得:或(舍)
    当时,,
    解得:不符合题意,
    综上所述:.
    【C级 拓广探索练】
    一、单选题
    1.(2024·安徽淮北·二模)当实数变化时,函数最大值的最小值为( )
    A.2B.4C.6D.8
    【答案】D
    【分析】先对内函数对应的方程的根的情况分类讨论,得出时,结果为16,对于时,求出两根,根据图象,就内函数的零点与区间端点的位置进行分类考虑,利用函数单调性分析即得.
    【详解】若,即时,,其对称轴为,,
    此时,因,故的最小值为16;
    若,由可得,
    (Ⅰ)如图1,当时,即时,在上递减,
    在上递增,
    在上递减,在上递增,又,
    ① 当时,,故,而在上单调递
    减,则此时,;
    ② 当时,,故,而在上单调
    递增,则此时,.
    (Ⅱ)如图2,当,即时,在上单调递增,在上单调递减,
    则此时,而在上单调递减,则.
    综上,函数最大值的最小值为8.
    故选:D.
    【点睛】方法点睛:本题主考查绝对值函数在给定区间上的最值问题,属于难题.
    解决绝对值函数的方法,主要是根据其内部函数的特点,结合图象,就参数分类讨论去掉绝对值,再利用函数的单调性,即可求其最值.
    2.(2024·云南·二模)已知函数的定义域为,且若,则的取值范围为( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】D
    【分析】当时,判断函数单调性,由单调性可知;当时,根据单调性的性质和复合函数单调性可知单调递增,可得,然后将原不等式转化为即可得解.
    【详解】当时,,
    由复合函数的单调性可知在上单调递减,
    所以;
    当时,,
    因为在上单调递增,为增函数,
    所以在上单调递增,
    又在上为增函数,所以在单调递增,
    所以.
    综上,在上恒成立,当且仅当时取等号.
    所以不等式,
    解得且且,即原不等式的解集为.
    故选:D
    【点睛】思路点睛:解分段函数相关不等式时,需要根据自变量范围进行分类讨论,利用单调性求解即可.
    二、多选题
    3.(2024·浙江·模拟预测)已知a,b为正数,且,则( )
    A.B.C.D.
    【答案】ACD
    【分析】对于A选项,配成完全平方后验证取等条件即可判断A选项正误;
    对于B选项,根据均值定理中的“1”的妙用即可判断B选项正误;
    对于C选项,将代入,整理成二次函数,借助二次函数值域即可判断C选项的正误;
    对于D选项,将代入,整理成分式函数,借助分式函数值域即可判断D选项的正误.
    【详解】对于A选项,,当且仅当时等号成立,
    当时,由于,得,与为正数矛盾,故,
    即得,故A选项正确;
    对于B选项,,.又

    当且仅当,即时等号成立;故B选项不正确;
    对于C选项,,,.

    ,当且仅当时等号成立,
    ,故C选项正确;
    对于D选项,,,.

    当时,,
    ,得,即,故D选项正确.
    故选:ACD
    三、填空题
    4.(23-24高一上·上海浦东新·期末)已知函数,若关于x的不等式的解集为,则实数a的取值范围为 .
    【答案】
    【分析】由题意可得函数在上单调递增,利用单调性可得恒成立当且仅当恒成立,故只需,进一步利用二次函数最值即可得解.
    【详解】由题意当时,单调递增,且时,,当时,单调递增,
    所以函数在上单调递增,
    由题意在上恒成立,
    所以当且仅当,即恒成立,故只需,
    而的最小值为,
    所以实数a的取值范围为.
    故答案为:.
    【点睛】关键点睛:关键是利用单调性、分离参数法将原问题等价转换为,由此即可顺利得解.
    5.(2024·吉林长春·模拟预测)记表示在区间上的最大值,则取得最小值时, .
    【答案】/0.125
    【分析】根据题意,取得最小值,即为在区间上的最大值取得最小值,先用分段函数表示在区间上的最大值,再根据图象求分段函数的最小值即可.
    【详解】取得最小值,
    即为在区间上的最大值取得最小值,
    因为的对称轴,且,
    所以的最大值为或,
    当时,即,
    所以 ,
    当时,取最小值,最小值为.
    故答案为:.
    【点睛】关键点点睛:本题主要考查 函数的最值,关键在于理解题意,取得最小值,即为在的最大值取得最小值,所以先要将的最大值表示出来,再用分段函数的性质即可.

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