3.4基本不等式(教、学案)

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3.4 基本不等式(教案)

3.4 基本不等式(教案)

3.4基本不等式(第一课时)来宾高中数学组:卢红兰教学目标一、知识目标1、探索并了解基本不等式的证明过程;2、了解基本不等式的几何背景;3、会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题。

二、能力目标通过实例探究抽象基本不等式,体会特殊到一般的数学思想方法。

三、情感目标通过对基本不等式成立条件的分析,培养分析问题的能力及严谨的数学态度。

教学重、难点重点:1、数形结合的思想理解基本不等式;2、基本不等式成立的条件及应用。

难点:基本不等式成立的条件及应用。

教学过程一、创设情境,引入课题探究一:如图是2002年在北京召开的第24届国际数学家大会会标,会标是根据我国古代数学家赵爽的“弦图”设计;将右图中的“风车”抽象成下图,比较4个直角三角形的面积与大正方形的面积,你能找到怎样的不等关系?引导学生从面积的关系去找相等关系或不等关系。

设直角三角形的两条直角边长为a,b 我们考虑4个直角三角形的面积的和是ab S 21=,大正方形的面积为222b a S +=。

由图可知12S S >,即ab b a 222>+.思考一:1、能否取到等号?什么时候取等号?(当直角三角形变为等腰直角三角形,即a=b 时,正方形EFGH 缩为一个点,这时有222a b ab +=)2、以上结论能否推广到任意实数a ,b ?总结:重要不等式:一般地,对于任意实数 a 、b ,我们有222a b ab +≥,当且仅当a b =时,等号成立。

你能给出证明吗?思考二:如果用a ,b 去替换ab b a 222≥+中的a ,b 能得到什么结论? 引导:为什么可以替换?a ,b 要满足什么条件?结论:a b +≥)0,0(>>b a ,当且仅当b a =时取等号. 你能给出证明吗?二、数形结合,深化认识展示课题内容:重要不等式.....:若,a b R ∈,则ab b a 222≥+(当且仅当b a =时,等号成立) 基本不等式.....:若,0a b >,则2ba ab +≤(当且仅当b a =时,等号成立)此环节学生提出疑惑,小组解答三、辨析质疑(小组活动)例1. 若0x >,当x 取什么值时,1x x+的值最小?最小值是多少?练1:把36写成两个正数的积,当这两个正数取什么值时,它们的和最小?小结1:当ab 为定值P 时,a b +有最什么值?此时a 、b 应满足什么条件?变式1:若0x <,1x x+有最值吗?如果有,请你求出最值. 变式2:你会求1x x +的最值吗?试一试.例2. 若02x <<,当x 取什么值?(2)x x -值最大?最小值是多少?练2:把18写成两个正数的和,当这两个正数取什么值时,它们的积最小?小结2:当a b + 为定值S 时,ab 有最什么值?此时a 、b 应满足什么条件?四、小结:1、222a b ab +≥当且仅当a b =时“=”成立2、2a b +≥0,0a b >>)当且仅当a b =时“=”成立 思想方法:1、数形结合思想2、换元思想五、作业设计1、基本作业:(1)判断下列推理是否正确:① 函数22(0)y x x x=+>的最小值是( )② 函数y =的最大值是5. ( )③ 函数1sin sin y x x=+的最小值是2. ( )(2)完成同步课时作业2、拓展作业:到阅览室或网上查找基本不等式的几何解释,整理并相互交流.六、板书设计3.4基本不等式1、重要不等式:若,a b R ∈,则ab b a 222≥+(当且仅当b a =时,等号成立)2、基本不等式:若,0a b >,则2b a ab +≤(当且仅当b a =时,等号成立) 思想方法:1、数形结合思想2、换元思想。

新泰一中优质课学案-----基本不等式

新泰一中优质课学案-----基本不等式

§3.42a b+编写:高振宁 审核:刘守强教师寄语:横看成岭侧成峰,远近高低各不同预习目标:通过预习课本,学会推导基本不等式,能够通过几何图形理解基本不等式,感受数形结合的巨大作用;关键是掌握定理中的不等号“≥”取等号的条件是:当且仅当这两个正数相等; 以及利用基本不等式的应用求最值。

预习重点:应用数形结合的思想,并从不同角度探索和理解基本不等式,学会利用基本不等式。

预习训练:1.已知y x ,都是正数,如果16=xy ,那么和y x +有最 值为 ;当且仅当 时等号成立。

2. 已知y x ,都是正数,如果6=+y x ,那么xy 有最 值为 ;当且仅当 时等号成立。

新课讲述:一、课题导入1、下图是在北京召开的第24界国际数学家大会的会标,会标根据中国古代数学家赵爽的弦图设计的,颜色的明暗使它看上去像一个风车,代表中国人民热情好客。

问题探索:问题1:在正方形ABCD 中,如图所示,正方形的面积为S = ;问题2:图中四个直角三角形是全等的三角形,它们的面积和是 S ’= ; 问题3:S 与S ’有什么样的关系? 何时等号成立?二、新课研讨1.基本不等式的得出思考:如果用去替换222a b ab +≥中的a ,b 能得到什么结论?a ,b 要满足那些条件?2.基本不等式的证明:(1)作差法(2)分析法:要证: 0,0)2a ba b +≥>> ①只要证 a b +≥ ②要证②,只要证 a b +- 0≥ ③要证③,只要证 ( - )2 0≥ ④显然, ④是成立的,当且仅当a b =时, ④的等号成立。

知识反思:①、作差法与分析法的区别在那里?②、何种情况最好利用分析法,利用分析法的注意事项?3.基本不等式的几何意义如图所示:AB 是圆的直径,点C 是AB 上一点,AC =a ,BC =b 。

过点C 作垂直于AB 的弦DE ,连接AD 、BD 。

尝试利用这个图形得2a b+≤的几何解释。

高中数学 第三章 不等式 3.4 基本不等式:ab≤a+b2学案(含解析)新人教A版必修5-新人教A

高中数学 第三章 不等式 3.4 基本不等式:ab≤a+b2学案(含解析)新人教A版必修5-新人教A

3.4 基本不等式:ab≤a+b 2[目标] 1.了解基本不等式的代数式和几何背景;2.会用基本不等式进行代数式大小的比较及证明不等式;3.会用基本不等式求最值和解决简单的实际问题.[重点] 基本不等式的简单应用.[难点] 基本不等式的理解与应用.知识点一 两个不等式[填一填]1.重要不等式:对于任意实数a ,b ,有a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时,等号成立. 2.基本不等式:如果a ,b ∈R +,那么ab ≤a +b2,当且仅当a =b 时,等号成立.其中a +b2为a ,b 的算术平均数,ab 为a ,b 的几何平均数.所以两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.[答一答]1.不等式a 2+b 2≥2ab 和基本不等式ab ≤a +b2成立的条件有什么不同?提示:不等式a 2+b 2≥2ab对任意实数a ,b 都成立;ab ≤a +b2中要求a ,b 都是正实数.知识点二 基本不等式与最值[填一填]已知x ,y 都是正数,(1)若x +y =s (和为定值),则当x =y 时,积xy 取得最大值.(2)若xy =p (积为定值),则当x =y 时,和x +y 取得最小值.[答一答]2.利用基本不等式求最值时,我们应注意哪些问题?提示:(1)在利用基本不等式具体求最值时,必须满足三个条件:①各项均为正数;②含变数的各项的和(或积)必须是常数;③当含变数的各项均相等时取得最值.三个条件可简记为:一正、二定、三相等.这三个条件极易遗漏而导致解题失误,应引起足够的重视.(2)记忆口诀:和定积最大,积定和最小.3.在多次使用基本不等式求最值时,我们应注意什么问题?提示:在连续多次应用基本不等式时,我们要注意各次应用时不等式取等号的条件是否一致,若不能同时取等号,则需换用其他方法求出最值.4.两个正数的积为定值,它们的和一定有最小值吗?提示:不一定.应用基本不等式求最值时还要求等号能取到.如sin x 与4sin x ,x ∈(0,π2),两个都是正数,乘积为定值.但是由0<sin x <1,且sin x +4sin x 在(0,1)上为减函数,所以sin x +4sin x >1+41=5,等号不成立,取不到最小值.类型一 利用基本不等式证明不等式[例1] (1)已知a ,b ,c 为不全相等的正实数,求证:a +b +c >ab +bc +ca . (2)已知a ,b ,c 为正实数,且a +b +c =1, 求证:⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥8.[分析] (1)左边是和式,右边是带根号的积式之和,所以用基本不等式,将和变积,并证得不等式.(2)不等式右边数字为8,使我们联想到左边因式分别使用基本不等式,可得三个“2”连乘,又1a -1=1-a a =b +c a ≥2bc a,可由此变形入手.[证明] (1)∵a >0,b >0,c >0,∴a +b ≥2ab >0,b +c ≥2bc >0,c +a ≥2ca >0. ∴2(a +b +c )≥2(ab +bc +ca ),即a +b +c ≥ab +bc +ca .由于a ,b ,c 为不全相等的正实数,故等号不成立. ∴a +b +c >ab +bc +ca .(2)∵a ,b ,c 为正实数,且a +b +c =1, ∴1a -1=1-a a =b +c a ≥2bc a , 同理1b -1≥2ac b ,1c -1≥2ab c.由上述三个不等式两边均为正,分别相乘,得⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1 ≥2bc a ·2ac b ·2ab c=8.当且仅当a =b =c =13时,等号成立.1.利用基本不等式证明不等式,关键是所证不等式中必须有“和”式或“积”式,通过将“和”式转化为“积”式或将“积”式转化为“和”式,从而达到放缩的效果.2.注意多次运用基本不等式时等号能否取到.3.解题时要注意技巧,当不能直接利用不等式时,可将原不等式进行组合、构造,以满足能使用基本不等式的形式.[变式训练1] 已知a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1. 求证:1a +1b +1c≥9.证明:因为a >0,b >0,c >0,且a +b +c =1, 所以1a +1b +1c =a +b +c a +a +b +c b +a +b +c c=3+b a +c a +a b +c b +a c +b c=3+⎝⎛⎭⎫b a +a b +⎝⎛⎭⎫c a +a c +⎝⎛⎭⎫c b +b c ≥3+2+2+2=9,当且仅当a =b =c =13时,取等号. 类型二 利用基本不等式求最值[例2] (1)若x >0,求f (x )=4x +9x 的最小值;(2)设0<x <32,求函数y =4x (3-2x )的最大值;(3)已知x >2,求x +4x -2的最小值;(4)已知x >0,y >0,且1x +9y=1,求x +y 的最小值.[分析] 利用基本不等式求最值,当积或和不是定值时,通过变形使其和或积为定值,再利用基本不等式求解.[解] (1)∵x >0,∴由基本不等式得 f (x )=4x +9x≥24x ·9x=236=12, 当且仅当4x =9x,即x =32时,f (x )=4x +9x 取最小值12.(2)∵0<x <32,∴3-2x >0,∴y =4x (3-2x )=2[2x (3-2x )] ≤2⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x +(3-2x )22=92. 当且仅当2x =3-2x ,即x =34时取“=”.∴y 的最大值为92.(3)∵x >2,∴x -2>0,∴x +4x -2=(x -2)+4x -2+2≥2(x -2)·4x -2+2=6.当且仅当x -2=4x -2,即x =4时,x +4x -2取最小值6.(4)∵x >0,y >0,1x +9y =1,∴x +y =(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +9y =10+y x +9x y ≥10+29=16.当且仅当y x =9x y 且1x +9y =1时等号成立.即x =4,y =12时等号成立.∴当x =4,y =12时,x +y 有最小值16.求最值问题第一步就是“找”定值,观察、分析、构造定值是问题的突破口.找到定值后还要看“=”是否成立,不管题目是否要求写出符号成立的条件,都要验证“=”是否成立.[变式训练2] (1)已知lg a +lg b =2,求a +b 的最小值; (2)已知x >0,y >0,且2x +3y =6,求xy 的最大值. 解:(1)由lg a +lg b =2可得lg ab =2, 即ab =100,且a >0,b >0,因此由基本不等式可得a +b ≥2ab =2100=20, 当且仅当a =b =10时,a +b 取到最小值20.(2)∵x >0,y >0,2x +3y =6, ∴xy =16(2x ·3y )≤16·⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +3y 22=16·⎝⎛⎭⎫622=32, 当且仅当2x =3y ,且2x +3y =6时等号成立, 即x =32,y =1时,xy 取到最大值32.类型三 基本不等式的实际应用[例3] 特殊运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米,按规定限制50≤x ≤100(单位:千米/时).假设汽油的价格是每升6元,而送货卡车每小时耗油⎝⎛⎭⎫2+x2360升,司机的工资是每小时140元.(1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式.(2)当x 为何值时,这次行车的总费用最低,并求出最低费用的值. [解] (1)设所用时间为t =130x(小时),y =130x ×6×⎝⎛⎭⎫2+x 2360+140×130x,x ∈[50,100].所以,这次行车总费用y 关于x 的表达式是y =130×152x +13x 6,x ∈[50,100].(2)y =130×152x +13x 6≥525703,当且仅当130×152x =13x6,即x =4570∈[50,100]时,等号成立.故当x =4570千米/时,这次行车的总费用最低,最低费用的值为525703元.解实际问题时,首先审清题意,然后将实际问题转化为数学问题,再利用数学知识(函数及不等式性质等)解决问题.用基本不等式解决此类问题时,应按如下步骤进行:(1)先理解题意,设变量,设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数. (2)建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为函数的最大值或最小值问题. (3)在定义域内,求出函数的最大值或最小值. (4)正确写出答案.[变式训练3] 要制作一个容积为4 m 3,高为1 m 的无盖长方体容器.已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,则该容器的最低总造价是160(单位:元).解析:设该长方体容器的长为x m ,则宽为4x m .又设该容器的总造价为y 元,则y =20×4+2⎝⎛⎭⎫x +4x ×10,即y =80+20⎝⎛⎭⎫x +4x (x >0).因为x +4x≥2x ·4x=4⎝⎛⎭⎫当且仅当x =4x ,即x =2时取“=”,所以y min =80+20×4=160(元).1.给出下列条件:①ab >0;②ab <0;③a >0,b >0;④a <0,b <0,其中能使b a +ab ≥2成立的条件有( C )A .1个B .2个C .3个D .4个解析:当b a ,a b 均为正数时,b a +ab ≥2,故只须a 、b 同号即可.所以①、③、④均可以.2.若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( D ) A .a 2+b 2>2ab B .a +b ≥2ab C .1a +1b >2abD .b a +ab≥2解析:∵a ,b ∈R ,且ab >0, ∴b a >0,ab>0,∴b a +a b ≥2b a ×a b=2. 当且仅当b a =ab,即a =b 时取等号.3.设a ,b 为实数,且a +b =3,则2a +2b 的最小值为( B ) A .6 B .4 2 C .2 2 D .8解析:2a +2b ≥22a +b =223=4 2.4.已知0<x <1,则当x =12时,x (3-3x )取最大值为34.解析:3x (1-x )≤3(x +1-x 2)2=34,当且仅当x =1-x 即x =12时等号成立.5.已知a >0,b >0,c >0,求证: (1)b +c a +c +a b +a +b c ≥6;(2)b +c a ·c +a b ·a +b c≥8.证明:(1)b +c a +a +c b +a +b c =b a +c a +c b +a b +a c +b c =(b a +a b )+(c a +a c )+(c b +b c )≥2+2+2=6(当且仅当a =b =c 时取“=”).(2)b +c a ·c +a b ·a +b c ≥2bc a ·2ac b ·2abc=8abc abc=8(当且仅当a =b =c 时取“=”).——本课须掌握的两大问题1.基本不等式成立的条件:a >0且b >0;其中等号成立的条件:当且仅当a =b 时取等号,即若a ≠b 时,则ab ≠a +b 2,即只能有ab <a +b2. 2.利用基本不等式求最值,必须按照“一正,二定,三相等”的原则,即(1)一正:符合基本不等式a +b2≥ab 成立的前提条件,a >0,b >0;(2)二定:化不等式的一边为定值;(3)三相等:必须存在取“=”号的条件,即“=”号成立. 以上三点缺一不可.若是求和式的最小值,通常化(或利用)积为定值;若是求积的最大值,通常化(或利用)和为定值,其解答技巧是恰当变形,合理拆分项或配凑因式.。

基本不等式学案

基本不等式学案

3.4 基本不等式学案预习案(限时20分钟) 学习目标:1.探索、理解不等式的证明过程,会应用不等式求某些函数的最值;2.应用不等式解决一些简单的实际问题. 学习重点,难点: 利用基本不等式求最值.预习指导:预习课本P87-911. 重要不等式:对于任意实数,a b ,有22____2a b a b +,当且仅当________时,等号成立.2. 基本不等式:设0,0a b >>,则_____2a ba b +,当且仅当____时,不等式取等号.3. 小组合作学习:(1)两个结论的形成过程;(2)对于基本不等式,还可以变形为哪些形式? 预习检测1.已知x >0,则y =x +16x 的最小值为( ) A .4 B .16 C .8 D .102.已知0x >,当81x x +取值最小时x 为( ) A . 81 B . 9 C . 3 D .163.若log 2x +log 2y =1,则2x +y 的最小值为( ) A .1 B .2 C .2 D .44.已知x ≠0,当x =_____时,x 2+281x 的值最小,最小值是 .5.已知3x >,当x =_____时,1()3f x x x =+-的最小值为 _______ .6.已知x >0,y >0,且2x +3y =1,则11x y +的最小值为 .巩固练习1.若mn =1,其中m >0,则m +3n 的最小值等于() A .22 B .2 C .3 D .522.当x >4时,不等式x +44x -≥m 恒成立,则m 的取值范围是( ) A .m ≤8 B .m <8 C .m ≥8 D .m >83.若a ,b 都是正数,且a +b =1,则(a +1)(b +1)的最大值为( ) A .32 B .2 C .94 D .44..若0x <,则9()4f x x x =+的最_____值为__________.5.已知实数x >0,y >0,且x +2y =xy ,则x +y 的最小值是 .6.已知直线mx+ny﹣3=0经过函数g(x)=log a x+1(a>0且a≠1)的定点,其中mn>0,则11m n+的最小值为.7.已知x,y∈R*,且231 x y+=.(1)求xy的最小值;(2)求4x+6y的最小值.8.如图,要设计一张矩形广告牌,该广告牌含有大小相等的左右两个矩形栏目(即图中阴影部分),这两栏的面积之和为45m2,四周空白的宽度为0.5m,两栏之间的中缝空白的宽度为0.25m,设广告牌的高为xm.(1)求广告牌的面积关于x的函数S(x);(2)求广告牌的面积的最小值.。

3.4 基本不等式ab≤a+b2 (二)

3.4   基本不等式ab≤a+b2 (二)
(3)等号成立的条件是否满足.
利用基本不等式求最值时,一定要注意三个前提条件,
这三个前提条件概括为“一正、二定、三相等”.
3.下列函数中,最小值为4的函数是()
A.y=x+B.y=sinx+(0<x<π)
C.y=ex+4e-xD.y=log3x+logx81
4.已知t>0,则函数y=的最小值为________.
鸡西市第十九中学学案
2015年()月()日班级姓名
3.4基本不等式≤(二)
学习
目标
1.熟练掌握基本不等式及变形的应用.
2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.
重点
难点
1.要善于活用基本不等式,也就是不仅要善于“正用”、“逆用”,更要善于“变形用”.
2.利用基本不等式求函ห้องสมุดไป่ตู้的最大值或最小值的基本技巧是“拼凑”,即要求和的最小值,必须拼凑两个正数,使它们的积为定值;要求积的最大值,必须拼凑两个正数,使它们的和为定值.
【归纳】
1.设x,y为正实数
(1)若x+y=s(和s为定值),则当时,积xy有最值为.
(2)若xy=p(积p为定值),则当时,和x+y有最值为.
2.利用基本不等式求积的最大值或和的最小值时,需满足:
(1)x,y必须是;
(2)求积xy的最大值时,应看和x+y是否为;
求和x+y的最小值时,应看积xy是否为.
例1已知x≥,则f(x)=有()
A.最大值B.最小值C.最大值1D.最小值1
小结本题看似无法使用基本不等式,但对函数式进行分离,便可创造出使用基本不等式的条件.
训练1已知a>3,求a+的最小值.
例2已知正数x,y满足+=1,求x+2y的最小值.

基本不等式学案

基本不等式学案

【例4】某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4800立方米,深3 米,如果池底每平方米造价为150元,池壁每平方米造价为120元,怎样设计造价 最低?最低总造价是多少?
五、课堂练习: 1、 在下列函数中, 最小值是 2 的是 x 5 A. y ( x R, 且x 0) 5 x C. y 3 x 3 x ( x R )
ab ( a 0,b 0 )。 2
时,
2、概念扩展: 回忆数列中的等差中项和等比中项的概念。若两个数 a,b , 且 a 0,b 0 ,
ab 是 a,b 的 2 ab 是叫做 a,b 的
,叫做 a,b 的算术平均数
,叫做 a,b 的几何平均数, 由基本不等式可得: a,b 的等差中项 ,特 a,b 的等比中项( , ) 别的,当 a b 时, a,b 的等差中项等于 a,b 的等比中项。 3、总结: a2 b2 a 2 b 2 2ab ab , a, b R ,当且仅当 a b 时,等号成立; 2 ab ab 2 ab ab ( ) , a, b R * ,当且仅当 a b 时,等号成立。 2 2
责任编辑: 刘强
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四、典型例题: 1、基本不等式成立的条件 【例 1】不等式 m 2 1 2m 中等号成立的条件是________。 2、基本不等式求最值 【例 2】已知 0 x 1 ,则 x(1 x) 的最大值是________。 3、基本不等式的实际应用 【例 3】 (1)用篱笆围一个面积为 100 m 2 的矩形菜园,问这个矩形的长和 宽各是多少时,所用篱笆最短。最短的篱笆是多少? (2)一段长为 36m 的篱笆围成一个矩形菜园,问这个矩形的长和 宽各是多少时,菜园的面积最大,最大的面积是多少?

《基本不等式》教案

《基本不等式》教案

普安县第五届中小学优质课评选授课教案【课题】3.4 基本不等式(1)【执教人】吴应艳【上课时间】2013、12、【教学方法】探究学习、学案导学【教学手段】投影仪、彩笔【课型】新授课【总课时数】1课时【教学内容分析】本节课是必修5第3章第4节的内容,内容安排在实数的性质与不等式性质之后,所以对于不等式的证明不存在太大难度。

本节课内容的应用又十分广泛,因此引导学生学习好本节内容显得十分重要。

【学生学习情况分析】授课的班级学生程度不太高,基础差不多,学习的知识结构较为合理。

因此设计时也注重对探究能力的培养,同时也注意对基本不等式的应用教学。

【教学目标】知识目标:1、使学生了解基本不等式及其证明;2、让学生感知与基本不等式相近的一些不等式的证明与几何背景。

能力目标:1、通过对基本不等式的探究,培养学生观察、归纳、抽象的能力和语言表达能力;2、让学生初步了解用分析法证明不等式,培养学生分析问题能力与逻辑思维能力情感目标:通过知识的探究过程培养学生细心观察、认真分析、严谨论证的良好的探究学习习惯及勇于探索精神及灌输问题教学法。

【教学重点与难点】重点:应用数形结合的思想理解基本不等式并从不同角度探索不等式的证明过程,并能说明基本不等式的意义难点:利用基本不等式推导一些与其相似的不等式 一、教学过程 (一)情景设置【探究】右图是在北京召开的第24界国际数学家大会的会标,会标是根据中国古代数学家赵爽的弦图设计的,颜色的明暗使它看上去象一个风车,代表中国人民热情好客。

现将图中的“风车”抽象成下图,这个会标中含有怎样的几何图形?你能否在这个图案中找出一些相等关系或不等关系?问题1:我们把“风车”造型抽象成图一.在正方形ABCD 中有4个全等的直角三角形.如果设直角三角形的两直角边长为a、b,你能用a、b表示哪些图形的面积,这些面积有什么关系?那么正方形的边长为多少?面积为多少呢?4个直角三角形的面积和是多少呢?(由学生回答,培养学生独立思考问题的能力)(22a b +,22a b +、2ab )问题2:比较大正方形的面积与4个直角三角形的面积,你能找到怎样的不等关系?(根据观察4个直角三角形的面积和正方形的面积,我们可容易得到一个不等式, >(a ≠b)) 图一22ba +ab 2问题3:什么时候这两部分面积相等呢?(让学生直接回答,老师黑板板演,或借助多媒体投影,提高学生的数学表达和交流能力。

2018版高中数学 第三章 不等式 3.4 基本不等式:√ab≤(a+b)2(一)学案 新人教A版必

2018版高中数学 第三章 不等式 3.4 基本不等式:√ab≤(a+b)2(一)学案 新人教A版必

3.4 基本不等式:√ab ≤(a+b )2(一)[学习目标] 1.理解基本不等式的内容及证明.2.能熟练运用基本不等式来比较两个实数的大小.3.能初步运用基本不等式证明简单的不等式.知识点一 重要不等式及证明如果a ,b ∈R ,那么a 2+b 2≥2ab (当且仅当a =b 时取“=”).请证明此结论. 证明 ∵a 2+b 2-2ab =(a -b )2≥0,∴a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时取“=”.知识点二 基本不等式1.内容: ab ≤a +b 2,其中a >0,b >0,当且仅当a =b 时,等号成立.2.证明:∵a +b -2ab =(a )2+(b )2-2a ·b=(a -b )2≥0.∴a +b ≥2ab . ∴ab ≤a +b 2,当且仅当a =b 时,等号成立.3.两种理解:(1)算术平均数与几何平均数:设a >0,b >0,则a ,b 的算术平均数为a +b 2,几何平均数为正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.(2)几何意义:如图所示,以长度为a +b 的线段AB 为直径作圆,在直径AB 上取一点C ,使AC =a ,CB =b ,过点C 作垂直于直径AB 的弦DD ′,连接AD ,DB ,易证Rt △ACD ∽ Rt △DCB ,则CD 2=CA ·CB ,即CD =ab .这个圆的半径为a +b2,显然它大于或等于CD ,即a +b2≥ab ,当且仅当点C 与圆心O 重合,即a =b 时,等号成立.知识点三 基本不等式的常用推论(1)ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22≤a 2+b 22(a ,b ∈R ); (2)b a +a b ≥2(a ,b 同号);(3)当ab >0时,b a +a b ≥2;当ab <0时,b a +a b≤-2;(4)a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca (a ,b ,c ∈R ).题型一 利用基本不等式比较大小例1 设0<a <b ,则下列不等式中正确的是( )A .a <b <ab <a +b 2B .a <ab <a +b 2<bC .a <ab <b <a +b 2 D.ab <a <a +b 2<b答案 B 解析 方法一 ∵0<a <b ,∴a <a +b 2<b ,排除A ,C 两项.又ab -a =a (b -a )>0,即ab >a ,排除D 项,故选B. 方法二 取a =2,b =8,则ab =4,a +b 2=5,所以a <ab <a +b 2<b .反思与感悟 若给定的代数式中既有“和式”又有“积式”,这便是应用基本不等式的题眼,可考虑是否利用基本不等式解决;在应用基本不等式时一定要注意是否满足条件,即a >0,b >0,同时注意能否取等号.跟踪训练1 若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( )A .a 2+b 2>2abB .a +b ≥2abC.1a +1b >2abD.b a +a b≥2 答案 D解析 对于A ,应该为a 2+b 2≥2ab ,漏等号,故A 错误;对于B ,当a <0,b <0时,ab >0,但a +b <2ab ,故B 不成立;对于C ,当a <0,b <0时,ab >0,故C 不成立;对于D ,∵ab >0,则b a >0且a b >0,∴b a +a b≥2b a ·a b =2.当且仅当b a =a b ,即a =b 时,取“=”,故D 正确.题型二 用基本不等式证明不等式例2 已知a ,b ,c 为正数,且a +b +c =1,证明:1a +1b +1c≥9. 证明 1a +1b +1c =a +b +c a +a +b +c b +a +b +c c=3+(b a +a b )+(c a +a c )+(c b +b c)≥3+2+2+2=9.当且仅当a =b =c =13时,等号成立. 反思与感悟 在利用基本不等式证明的过程中,常需要把数、式合理地拆成两项或多项或恒等地变形配凑成适当的数、式,以便于利用基本不等式.跟踪训练2 已知a ,b ,c 为正数,且a +b +c =1,证明:(1-a )(1-b )(1-c )≥8abc .证明 (1-a )(1-b )(1-c )=(b +c )(a +c )(a +b )≥2bc ·2ac ·2ab =8abc .当且仅当b =c =a =13时,等号成立.1.若0<a <1,0<b <1,且a ≠b ,则a +b ,2ab ,2ab ,a 2+b 2中最大的一个是( )A .a 2+b 2B .2abC .2abD .a +b答案 D解析 ∵0<a <1,0<b <1,a ≠b ,∴a +b >2ab ,a 2+b 2>2ab .∴四个数中最大的应从a +b ,a 2+b 2中选择.而a 2+b 2-(a +b )=a (a -1)+b (b -1).又∵0<a <1,0<b <1,∴a (a -1)<0,b (b -1)<0,∴a 2+b 2-(a +b )<0,即a 2+b 2<a +b ,∴a +b 最大.故选D.2.设a ,b 是实数,且a +b =3,则2a +2b的最小值是( )A .6B .4 2C .2 6D .8答案 B解析 ∵a +b =3,∴2a +2b ≥22a ·2b =22a +b =28=4 2. 3.不等式a 2+4≥4a 中,等号成立的条件为________.答案 a =2解析 令a 2+4=4a ,则a 2-4a +4=0,∴a =2.4.若a >b >1,P =lg a ·lg b ,Q =12(lg a +lg b ),R =lg a +b 2,则它们的大小关系是________.答案 R >Q >P解析 ∵a >b >1,∴lg a >lg b >0,∴Q >P ,又Q =12(lg a +lg b )=12lg ab =lg ab <lg a +b 2=R , ∴R >Q >P .1.两个不等式a 2+b 2≥2ab 与a +b 2≥ab 前者a ,b ∈R ,后者a ,b ∈R +;另外它们都是带有等号的不等式,对于“当且仅当…时,取‘=’”这句话的含义要有正确的理解.一方面:当a =b 时,a +b 2=ab ;另一方面:当a +b 2=ab 时,也有a =b .2.在应用基本不等式比较大小或证明不等式时,要熟练运用基本不等式的几类变形,同时注意等号成立的条件.。

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(教师引导学生从面积的关系去找相等关系或不等关。
系)
提问2:我们把“风车”造型抽象成图在正方形ABCD中有4个全等的直角三角形.设直角三角形的长为 、 ,那么正方形的边长为多少?面积为多少呢?
生答: ,
提问3:那4个直角三角形的面积和呢?
生答:
提问4:好,根据观察4个直角三角形的面积和正方形的面积,我们可得容易得到一个不等式, 。什么时候这两部分面积相等呢?
解:设圆桶的底半径为 分米,高为 分米,圆桶的成本为 元,则 3
求桶成本最低,即是求 在 、 取什么值时最小。将 代入 的解析式,得
=
当且仅当 时,取“=”号。
∴当 1(分米), (分米)时,圆桶的成本最低为9 (元)。
点评:分析题意、设未知量、找出数量关系进行求解,
归纳整理,整体认识
1.求最值常用的不等式: , , .
生答:当直角三角形变成等腰直角三角形,即 时,正方形EFGH变成一个点,这时有
结论:(板书)一般地,对于任意实数 、 ,我们有 ,当且仅当 时,等号成立。
提问5:你能给出它的证明吗?
(学生尝试证明后口答,老师板书)
证明:
所以
注意强调当且仅当 时,
(2)特别地,如果 ,也可写成
,引导学生利用不等式的性质推导
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
教学目标 ,不等号“≥”取等号的条件是:当且仅当这两个数相等;学会推导并掌握基本不等式,理解这个基本不等式的几何意义
教学重点】
应用数形结合的思想理解不等式,并从不同角度探索不等式 的证明过程;
【教学难点】
基本不等式 等号成立条件
合作探究1证;
强调:当且仅当 时,
特别地,如果 ,也可写成
易证Rt△ACD∽Rt△DCB,那么CD2=CA·CB
即CD= .
这个圆的半径为 ,显然,它大于或等于CD,即 ,其中当且仅当点C与圆心重合,即a=b时,等号成立.
因此:基本不等式 几何意义是“半径不小于半弦”
评述:1.如果把 看作是正数a、b的等差中项, 看作是正数a、b的等比中项,那么该定理可以叙述为:两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.
[拓展探究]
2.设a,b,c 且a+b+c=1,求证:
答案:1略2提示可用a+b+c换里面的1,然后化简利用基本不等式。
§3.4.2基本不等式的应用
【教学目标】
1会应用基本不等式求某些函数的最值,能够解决一些简单的实际问题;
2本节课是基本不等式应用举例。整堂课要围绕如何引导学生分析题意、设未知量、找出数量关系进行求解这个中心。
(板书,请学生上台板演):
要证: ①
即证 ②
要证②,只要证 ③
要证③,只要证(-) ④
显然,④是成立的,当且仅当 时,④的等号成立
(3)观察图形3.4-3,得到不等式①的几何解释
两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数
探究:课本中的“探究”
在右图中,AB是圆的直径,点C是AB上的一点,AC=a,BC=b。过点C作垂直于AB的弦DE,连接AD、BD。你能利用这个图形得出基本不等式 的几何解释吗?
3能综合运用函数关系,不等式知识解决一些实际问题.
教学重点:正确运用基本不等式解决一些简单的实际问题
教学难点:注意运用不等式求最大(小)值的条件
教学过程:
一、创设情景,引入课题
提问:前一节课我们已经学习了基本不等式,我们常把 叫做正数 的算术平均数,把 叫做正数 的几何平均数。今天我们就生活中的实际例子研究它的重用作用。
,引导学生利用不等式的性质推导
证明:
结论:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数
探究2:课本中的“探究”
在右图中,AB是圆的直径,点C是AB上的一点,AC=a,BC=b。过点C作垂直于AB的弦DE,连接AD、BD。你能利用这个图形得出基本不等式 的几何解释
练习
1若 且 ,则下列四个数中最大的是()
(B)两个不等正数的算术平均数大于它们的几何平均数
(C)若两个数的和为常数,则它们的积有最大值
(D)若两个数的积为常数,则它们的和有最小值
12下面给出的解答中,正确的是().
(A)y=x+ ≥2 =2,∴y有最小值2
(B)y=|sinx|+ ≥2 =4,∴y有最小值4
(C)y=x(-2x+3)≤ = ,又由x=-2x+3得x=1,∴当x=1时,y有最大值 =1
A. B. C.2abD.a
2a,b是正数,则 三个数的大小顺序是 ()
A. B.
C. D.
答案B C
例题分析:
已知x、y都是正数,求证:
(1) ≥2;
( 2)X>0,当X取何值时X+ 有最小值,最小值是多少
分析: ,注意条件a、b均为正数,结合不等式的性质(把握好每条性质成立的条件),进行变形.1正2定3相等
讲解:已知 都是正数,①如果 是定值 ,那么当 时,和 有最小值 ;
②如果和 是定值 ,那么当 时,积有最大值
二、探求新知,质疑答辩,排难解惑
1、新课讲授
例1、(1)用篱笆围一个面积为100 的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是多少?
(2)一段长为36 的篱笆围成一个矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,菜园的面积最大。最大面积是多少?
3.4.1基本不等式(1)
【教学目标】
1学会推导并掌握基本不等式,理解这个基本不等式的几何意义,并掌握定理中的不等号“≥”取等号的条件是:当且仅当这两个数相等;
2.过程与方法:通过实例探究抽象基本不等式;
3.情态与价值:通过本节的学习,体会数学来源于生活,提高学习数学的兴趣
【教学重点】
应用数形结合的思想理解不等式,并从不同角度探索不等式 的证明过程;
即学即练:
1若 且 ,则下列四个数中最大的是()
A. B. C.2abD.a
2a,b是正数,则 三个数的大小顺序是 ()
A. B.
C. D.
答案B C
例题分析:
(1) =2即 ≥2.
(2)x+y≥2 >0x2+y2≥2 >0x3+y3≥2 >0
∴(x+y)(x2+y2)(x3+y3)≥2 ·2 ·2 =8x3y3
(D)y=3- - ≤3-2 =-3,y有最大值-3
3.已知x>0,则x+ +3的最小值为().
(A)4(B)7(C)8(D)11
4.设函数f(x)=2x+ -1(x<0),则f(x)().
(A)有最大值(B)有最小值(C)是增函数(D)是减函数
1B2.D3B4.A
基本不等式
第一课时
课前预习学案
一、预习目标
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1用基本不等式求某些函数的最值,能够解决一些简单的实际问题.
2引导学生分析题意、设未知量、找出数量关系进行求解这个中心.
教学重点:正确运用基本不等式解决一些简单的实际问题
教学难点:注意运用不等式求最大(小)值的条件
二、学习过程
例题分析:
例1、(1)用篱笆围一个面积为100 的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是多少?
(D)y=3- - ≤3-2 =-3,y有最大值-3
3.已知x>0,则x+ +3的最小值为().
(A)4(B)7(C)8(D)11
4.设函数f(x)=2x+ -1(x<0),则f(x)().
(A)有最大值(B)有最小值(C)是增函数(D)是减函数
答案1B2.D3B4.A
课后练习与提高
:1已知x< ,则函数f(x)=4x+ 的最大值是多少?
2证明:(x+y)(x2+y2)(x3+y3)≥8x3y3.
分析:注意凑位法的使用。
注意基本不等式的用法。
当堂检测:
1.下列叙述中正确的是().
(A)两个数的算术平均数不小于它们的几何平均数
(B)两个不等正数的算术平均数大于它们的几何平均数
分析:(1)当长和宽的乘积确定时,问周长最短就是求长和宽和的最小值
(2)当长和宽的和确定时,求长与宽取何值时两者乘积最大
解:(1)设矩形菜园的长为 m,宽为 m,则 篱笆的长为2( )
由 ,
可得
2( )
等号当且仅当 ,因此,这个矩形的长、宽为10 m时,所用篱笆最短,最短篱笆为40m
(2)设矩形菜园的长为 m,宽为 m,则2( )=36, =18,矩形菜园的面积为 ,
5某食品厂定期购买面粉,已知该厂每天需要面粉6吨,每吨面粉的价格为1800元,面粉的保管等其它费用为平均每吨每天3元,购面粉每次需支付运费900元.求该厂多少天购买一次面粉,才能使平均每天所支付的总费用最少?
答案:1C2 D3 436005 时, 有最小值 ,
基本不等式的应用
课前预习学案
一、预习目标
2.注意点:一正、二定、三相等,和定积最大,积定和最小.
3.建立不等式模型解决实际问题
当堂检测:
1下列函数中,最小值为4的是:()
A. B.
C. D.
2.设 的最小值是( )
A. 10B. C. D.
3函数 的最大值为.
4建造一个容积为18m3,深为2m的长方形无盖水池,如果池底和池壁每m2的造价为200元和150元,那么池的最低造价为元.
(2)一段长为36 的篱笆围成一个矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,菜园的面积最大。最大面积是多少?
分析:(1)当长和宽的乘积确定时,问周长最短就是求长和宽和的最小值
(2)当长和宽的和确定时,求长与宽取何值时两者乘积最大
解:
变式训练:1用长为 的铁丝围成矩形,怎样才能使所围的矩形面积最大?
解:设水池底面一边的长度为 ,水池的总造价为 元,根据题意,得
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