高中数学:不等式选讲教案北师大版选修4-5

高中数学:不等式选讲教案北师大版选修4-5
高中数学:不等式选讲教案北师大版选修4-5

选修4-5 不等式选讲

课 题: 不等式的基本性质 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

不等关系是自然界中存在着的基本数学关系。《列子?汤问》中脍炙人口的“两小儿辩日”:“远者小而近者大”、“近者热而远者凉”,就从侧面表明了现实世界中不等关系的广泛存在;日常生活中息息相关的问题,如“自来水管的直截面为什么做成圆的,而不做成方的呢?”、“电灯挂在写字台上方怎样的高度最亮?”、“用一块正方形白铁皮,在它的四个角各剪去一个小正方形,制成一个无盖的盒子。要使制成的盒子的容积最大,应当剪去多大的小正方形?”等,都属于不等关系的问题,需要借助不等式的相关知识才能得到解决。而且,不等式在数学研究中也起着相当重要的作用。

本专题将介绍一些重要的不等式(含有绝对值的不等式、柯西不等式、贝努利不等式、排序不等式等)和它们的证明,数学归纳法和它的简单应用等。

人与人的年龄大小、高矮胖瘦,物与物的形状结构,事与事成因与结果的不同等等都表现出不等的关系,这表明现实世界中的量,不等是普遍的、绝对的,而相等则是局部的、相对的。还可从引言中实际问题出发,说明本章知识的地位和作用。

生活中为什么糖水加糖甜更甜呢?转化为数学问题:a 克糖水中含有b 克糖(a>b>0),若再加m(m>0)克糖,则糖水更甜了,为什么?

分析:起初的糖水浓度为

a b ,加入m 克糖 后的糖水浓度为m a m b ++,只要证m a m b ++>a

b 即可。怎么证呢? 二、不等式的基本性质:

1、实数的运算性质与大小顺序的关系:

数轴上右边的点表示的数总大于左边的点所表示的数,从实数的减法在数轴上的表示可知:

0>-?>b a b a

0=-?=b a b a 0<-?

得出结论:要比较两个实数的大小,只要考察它们的差的符号即可。

2、不等式的基本性质:

①、如果a>b ,那么bb 。(对称性) ②、如果a>b ,且b>c ,那么a>c ,即a>b ,b>c ?a>c 。 ③、如果a>b ,那么a+c>b+c ,即a>b ?a+c>b+c 。

推论:如果a>b ,且c>d ,那么a+c>b+d .即a>b , c>d ?a+c>b+d . ④、如果a>b ,且c>0,那么ac>bc ;如果a>b ,且c<0,那么ac

⑤、如果a>b >0,那么n n

b

a >

(n ∈N ,且n>1)

⑥、如果a>b >0,那么n n b a > (n ∈N ,且n>1)。 三、典型例题:

例1、已知a>b ,cb-d .

例2已知a>b>0,c<0,求证:b

c a c >。 四、练习:

五、作业:

课 题: 含有绝对值的不等式的证明 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

证明一个含有绝对值的不等式成立,除了要应用一般不等式的基本性质之外,经常还要用到关于绝对值的和、差、积、商的性质:

(1)b a b a +≥+ (2)b a b a +≤-

(3)b a b a ?=? (4)

)0(≠=

b b

a

b

a 请同学们思考一下,是否可以用绝对值的几何意义说明上述性质存在的道理? 实际上,性质

b a b a ?=?和

)0(≠=

b b

a

b

a 可以从正负数和零的乘法、除法法则直接推出;而绝对值的差的性质可以利用和的性质导出。因此,只要能够证明

b a b a +≥+对于任意实数都成立即可。我们将在下面的例题中研究它的证明。

现在请同学们讨论一个问题:设a 为实数,a 和a 哪个大?

显然a a ≥,当且仅当0≥a 时等号成立(即在0≥a 时,等号成立。在0

含有绝对值的不等式的证明中,常常利用a a +≥、a a -≥及绝对值的和的性质。 二、典型例题:

例1、证明 (1)b a b a +≥+, (2)b a b a -≥+。 证明(1)如果,0≥+b a 那么.b a b a +=+所以.b a b a b a +=+≥+ 如果,0<+b a 那么).(b a b a +-=+所以b a b a b a b a +=+-=-+-≥+)()(

(2)根据(1)的结果,有b b a b b a -+≥-++,就是,a b b a ≥++。 所以,b a b a -≥+。

例2、证明 b a b a b a +≤-≤-。

例3、证明 c b c a b a -+-≤-。

思考:如何利用数轴给出例3的几何解释?

(设A ,B ,C 为数轴上的3个点,分别表示数a ,b ,c ,则线段.CB AC AB +≤当且仅当C 在A ,B 之间时,等号成立。这就是上面的例3。特别的,取c =0(即C 为原点),就得到例2的后半部分。)

探究:试利用绝对值的几何意义,给出不等式b a b a +≥+的几何解释?

含有绝对值的不等式常常相加减,得到较为复杂的不等式,这就需要利用例1,例2和例3的结果来证明。 例4、已知 2

,2c

b y

c a x <-<

-,求证 .)()(c b a y x <+-+ 证明 )()()()(b y a x b a y x -+-=+-+ b y a x -+-≤ (1)

2

,2c b y c a x <-<

- , ∴c c

c b y a x =+<-+-22 (2)

由(1),(2)得:c b a y x <+-+)()( 例5、已知.6,4a

y a x <<

求证:a y x <-32。 证明 6,4a y a x << ,∴2

3,22a

y a x <<,

由例1及上式,a a

a y x y x =+<+≤-2

23232。

注意: 在推理比较简单时,我们常常将几个不等式连在一起写。但这种写法,只能用于不等号方向相同的不等式。

三、小结:

四、练习:

1、已知.2,2c

b B

c a A <-<

-求证:c b a B A <---)()(。 2、已知.6

,4c

b y

c a x <-<-求证:c b a y x <+--3232。

五、作业:

课 题: 含有绝对值的不等式的解法 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

在初中课程的学习中,我们已经对不等式和绝对值的一些基本知识有了一定的了解。在此基础上,本节讨论含有绝对值的不等式。

关于含有绝对值的不等式的问题,主要包括两类:一类是解不等式,另一类是证明不等式。下面分别就这两类问题展开探讨。

1、解在绝对值符号内含有未知数的不等式(也称绝对值不等式),关键在于去掉绝对值符号,化成普通的不等式。主要的依据是绝对值的意义.

请同学们回忆一下绝对值的意义。

在数轴上,一个点到原点的距离称为这个点所表示的数的绝对值。即??

?

??<-=>=0000x x x x x x ,如果,如果,如果。

2、含有绝对值的不等式有两种基本的类型。

第一种类型。 设a 为正数。根据绝对值的意义,不等式a x <的解集是 }|{a x a x <<-,它的几何意义就是数轴上到原点的距离小于a 的点的集合是开区间(-a ,a ),如图所示。

a - 图1-1 a

如果给定的不等式符合上述形式,就可以直接利用它的结果来解。

第二种类型。 设a 为正数。根据绝对值的意义,不等式a x >的解集是 {|x a x >或a x -<}

它的几何意义就是数轴上到原点的距离大于a 的点的集合是两个开区间),(),,(∞--∞a a 的并集。如图1-2所示。

–a a 图1-2

同样,如果给定的不等式符合这种类型,就可以直接利用它的结果来解。 二、典型例题:

例1、解不等式213+<-x x 。 例2、解不等式x x ->-213。 方法1:分域讨论

★方法2:依题意,x x ->-213或213-<-x x ,(为什么可以这么解?) 例3、解不等式52312≥-++x x 。 例4、解不等式512≥-+-x x 。

解 本题可以按照例3的方法解,但更简单的解法是利用几何意义。原不等式即数轴上的点x 到1,2的距离的和大于等于5。因为1,2的距离为1,所以x 在2的右边,与2的距离大于等于2(=(5-1))2÷;或者x 在1的左边,与1的距离大于等于2。这就是说,4≥x 或.1-≤x

例5、不等式 31++-x x >a ,对一切实数x 都成立,求实数a 的取值范围。 三、小结:

四、练习:解不等式

1、 .1122>-x

2、01314<--x

3、 423+≤-x x .

4、 x x -≥+21.

5、 1422<--x x

6、 212

+>-x x .

7、 42≥-+x x 8、 .631≥++-x x 9、 21<++x x 10、 .24>--x x

五、作业:

链接:不等式的图形

借助图形的直观性来研究不等式的问题,是学习不等式的一个重要方法,特别是利用绝对值和绝对值不等式的几何意义来解不等式或者证明不等式,往往能使问题变得直观明了,帮助我们迅速而准确地寻找到问题的答案。关键是在遇到相关问题时,能否准确地把握不等式的图形,从而有效地解决问题。我们再来通过几个具体问题体会不等式图形的作用。

1.解不等式121+≤-+-x x x 。

题意即是在数轴上找出到11=ξ与22=ξ的距离之和不大于到点13-=ξ的距离的所有流动点x 。 首先在数轴上找到点11=ξ,22=ξ,13-=ξ(如图)。

3ξ 1x 1ξ 2ξ 2x x

-1 0 1 2 3

从图上判断,在1ξ与2ξ之间的一切点显示都合乎要求。事实上,这种点到1ξ与2ξ的距离和正好是1,而到

3ξ的距离是)21(1)1(2≤≤+=-+x x x 。

现在让流动点x 由点1ξ向左移动,这样它到点3ξ的距离变,而到点1ξ与2ξ的距离增大,显然,合乎要求的点只能是介于13-=ξ与11=ξ之间的某一个点1x 。

由),1()2()1(111--≤-+-x x x 可得.3

2

1≥

x 再让流动点x 由点2ξ向右移动,虽然这种点到1ξ与2ξ的距离的和及到3ξ的距离和都在增加,但两相比较,到1ξ与2ξ的距离的和增加的要快。所以,要使这种点合乎要求,也只能流动到某一点2x 而止。

由),1()2()1(222--≤-+-x x x 可得.42≤x 从而不等式的解为.43

2

≤≤x 2.画出不等式1≤+y x 的图形,并指出其解的范围。

先考虑不等式在平面直角坐标系内第一象限的情况。在第一象限内不等式等价于:

0≥x ,0≥y ,1≤+y x .

其图形是由第一象限中直线x y -=1下方的点所组成。

同样可画出二、三、四象限的情况。从而得到不等式1≤+y x 的图形是以原点O 为中心,四个等点分别在坐标轴上的正方形。不等式解的范围一目了然。

探究:利用不等式的图形解不等式

1. 111<--+x x ; 2..12≤+y x A 组

1.解下列不等式:

(1) 2

1

32≤

-x (2) 1743<+

122

<-

2.解不等式: (1)112-<-x x (2)

11

2

>-+x x 3.解不等式: (1)321>+++x x (2).0312>+--+x x

4.利用绝对值的几何意义,解决问题:要使不等式34-+-x x

,3,3s

c C s b B s a A <-<-<

- 求证: (1)s c b a C B A <++-++)()(;(2).)()s c b a C B A <-+--+ 6.已知 .,a y a x <<

求证: .a xy <

7.已知 .0,>>

.h y

x

< B 组

8.求证

.111b

b a

a b

a b a ++

+≤

+++

9.已知 .1,1<

.11<++ab

b

a

10.若βα,为任意实数,c 为正数,求证:.)11()1(2

22

βαβ

αc

c +++≤+

(βαβαβ

α22

22

++≤+,而2

112

2

2

2

βαβαβαc

c c

c +≤

?

=)

课 题: 平均值不等式 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

1、定理1:如果R b a ∈,,那么ab b a 22

2≥+(当且仅当b a =时取“=”)

证明:222)(2b a ab b a -=-+

??

??>-≠=-=0)(0)(2

2b a b a b a b a 时,当时,当ab b a 22

2≥+ 1.指出定理适用范围:R b a ∈, 强调取“=”的条件b a =。 2、定理2:如果b a ,是正数,那么

ab b

a ≥+2

(当且仅当b a =时取“=”) 证明:∵ab b a 2)()(22≥+ ∴ab b a 2≥+ 即:

ab b a ≥+2 当且仅当b a =时 ab b

a =+2

注意:1.这个定理适用的范围:+

∈R a ;

2.语言表述:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。

3、定理3:如果+

∈R c b a ,,,那么abc c b a 3333≥++(当且仅当c b a ==时取“=”)

证明:∵abc ab b a c b a abc c b a 333)(32

233333---++=-++

)(3])())[((22c b a ab c c b a b a c b a ++-++-+++= ]32)[(222ab c bc ac b ab a c b a -+--++++= ))((222ca bc ab c b a c b a ---++++=

])()())[((2

1

222a c c b b a c b a -+-+-++=

∵+

∈R c b a ,, ∴上式≥0 从而abc c b a 33

3

3

≥++ 指出:这里+

∈R c b a ,, ∵0<++c b a 就不能保证。

推论:如果+

∈R c b a ,,,那么

3

3

abc c b a ≥++。(当且仅当c b a ==时取“=”) 证明:3333333333)()()(c b a c b a ??≥++

B

?33abc c b a ≥++

?

3

3

abc c b a ≥++ 4、算术—几何平均不等式:

①.如果++∈>∈N n n R a a a n 且1,,,,21 则:

n

a a a n

+++ 21叫做这n 个正数的算术平均数,

n

n a a a 21叫做这n 个正数的几何平均数;

②.基本不等式:

n

a a a n +++ 21≥n

n a a a 21(n i R a N n i ≤≤∈∈+1,,*)

这个结论最终可用数学归纳法,二项式定理证明(这里从略) 语言表述:n 个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。 ③.

ab b

a ≥+2

的几何解释: 以b a +为直径作圆,在直径AB 上取一点C ,过C 作弦DD ’⊥AB 则ab CB CA CD =?=2

, 从而ab CD =

,而半径

ab CD b

a =≥+2

二、典型例题:

例1、已知c b a ,,为两两不相等的实数,求证:ca bc ab c b a ++>++2

22

。 证:∵ab b a 22

2

>+ bc c b 22

2

>= ca a c 22

2

>+

以上三式相加:ca bc ab c b a 222)(2222++>++ ∴ca bc ab c b a ++>++2

2

2

例2、设c b a ,,为正数,求证:abc c bc ac ab b a ab 16))(1(2

≥++++++。 例3、设1a ,2a ,3a ,…,n a 为正数,证明:

n

n a a a n

n

a a a 1112121+++≥+++ 。

例4、若+

∈R y x ,,设2

),(2

2y x y x Q +=

2),(y x y x A += xy y x G =),(

y

x y x H 1

+=

12),( 求证:),(),(),(),(y x H y x G y x A y x Q ≥≥≥

加权平均;算术平均;几何平均;调和平均

证:∵2

442)2(22222222y

x y x y x xy y x y x +=+++≤++=+ ∴2

222y x y x +≥

+即:),(),(y x A y x Q ≥(俗称幂平均不等式) 由平均不等式),(),(y x G y x A ≥

),(222),(y x G xy xy

xy

y x xy y x H ==≤+=

即:),(),(y x H y x G ≥ 综上所述:),(),(),(),(y x H y x G y x A y x Q ≥≥≥

三、小结: 四、练习: 五、作业:

1、若+

∈=+R b a b a ,,1 求证2

25)1()1(22≥+++

b b a a 证:由幂平均不等式:2)11()1()1(2

22b b a a b b a a +++≥+++ 2

252)23(2)3(2)1(22

2=

+≥++=++++=b a a b b b a a b a

课 题: 利用平均不等式求最大(小)值 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

1、重要的结论:

已知x ,y 都是正数,则:

(1)、如果积xy 是定值P ,那么当x=y 时,和x+y 有最小值P 2; (2)、如果和x+y 是定值S ,那么当x =y 时,积xy 有最大值2

4

1S 。 二、典型例题:

A

例1、当x 取什么值时,函数2

2

9

4x x y +=有最小值?最小值是多少?

例2、求函数1

6

22++-=x x x y (0≥x )的最小值。

例3、小宁在某电脑城配置了一台总费用为6400元的电脑。假定在电脑的使用过程中,每年的维修费用约为:第一年为200元,第二年400元,第三年600元,…,按等差数列递增。这台电脑使用多少年报废最合算?

分析:

例4、如图,电灯挂在圆桌的正中央上方。假定它与桌面上A 点的水平距离是a ,那么电灯距离桌面的高度

h 等于多少时,A 点处最亮?(亮度公式:θsin 2

r k

I =

,这里k 为常数,r 是电灯到照射点的距离,θ是照射到某点的光线与水平面所成的角)

分析:

例5、求函数)0(,3

22

>+

=x x

x y 的最大值,下列解法是否正确?为什么? 解一: 33222

432

12311232=??≥++=+

=x

x x x x x x x y ∴3min 43=y

解二:x x

x x x y 623223222

=?≥+=当x x 322=即2123

=x 时 633

min 324212322

12

62==?

=y 答:以上两种解法均有错误。解一错在取不到“=”,即不存在x 使得x

x x 2

122

==;解二错在x 62不是定值(常数)

正确的解法是:333222

362

32932323232323232==??≥++=+

=x x x x x x x x y

当且仅当x x 2322

=即2

6

3

=x 时3min 3623=y

例6、若14<<-x ,求2

22

22-+-x x x 的最值。

解:])

1(1)1([21]11)1[(2111)1(21222222--+---=-+-=-+-?=-+-x x x x x x x x x

∵14<<-x ∴0)1(>--x

0)

1(1

>--x

从而2])1(1)1([≥--+

--x x 1])

1(1

)1([21-≤--+---x x

即1)2

22

2(

min 2-=-+-x x x 。

例7、设+

∈R x 且12

2

2

=+y x ,求21y x +的最大值 解:∵0>x ∴)2

21(212

2

2

y x y x +?=+

又2

321)2()221(22

22

=++=++y x y x ∴42

3)2321(212

=

?≤

+y x 即4

2

3)1(max 2

=

+y x 例8、已知+∈R y x b a ,,,且

1=+y

b

x a ,求y x +的最小值 解:y x +y

xb x ay b a y b x

a y x y x +++=+

+=?+=))((1)( 2)(2

b a y

xb x ay b a +=?++≥ 当且仅当

y xb x ay =即b

a

y x =时2min )()(b a y x +=+

三、小结:

四、练习:

1.求下列函数的最值:

1? 、)(,4

22

+∈+

=R x x

x y (min=6) 2?、)20(,)2(2

a x x a x y <<-= (27

2max 3

a =)

2.1?、0>x 时求236x x y +=

的最小值,x x

y 362+=的最小值)429

,9(3 2?、设]27,91[∈x ,求)3(log 27

log 33

x x

y ?=的最大值(5) 3?、若10<

3

2,274(

=x 4?、若+∈R y x ,且12=+y x ,求

y

x 1

1+的最小值)223(+ 3.若0>>b a ,求证:)

(1

b a b a -+

的最小值为3

4.制作一个容积为3

16m π的圆柱形容器(有底有盖),问圆柱底半径和高各取多少时,用料最省?(不计加工时的损耗及接缝用料))4,2(m h m R == 五、作业:

1、将一块边长为a 的正方形铁皮,剪去四个角(四个全等的正方形),作成一个无盖的铁盒, 要使其容积最大,剪去的小正方形的边长为多少?最大容积是多少?

解:设剪去的小正方形的边长为x

则其容积为)2

0(,)2(2

a

x x a x V <

<-= )2()2(44

1

x a x a x V -?-??=

27

2]3)2()2(4[4133a x a x a x =-+-+≤ 当且仅当x a x 24-=即6

a

x =

时取“=” 即当剪去的小正方形的边长为6a 时,铁盒的容积为27

23

a

2、某种汽车购买时的费用是10万元,每年的保险费、养路费及汽油费合计为9千元;汽车的维修费平均为:

第一年2千元,第二年4千元,第三年6千元,依等差数列逐年递增。问这种汽车使用多少年报废最合算(即年平均费用最少)?

解:设这种汽车使用n 年报废最合算n 年汽车的维修总费用为

)(1.02.02

)

1(2.06.04.02.02n n n n n +=?-+

=+++ (万元) 年平均费用y=3110

10211010)(1.09.0102=+?≥++=+++n

n n n n n n n

当且仅当

10

10n

n =

即n =10时取等号。 答:这种汽车使用10年报废最合算。

3、设计一幅宣传画,要求画面面积为4840cm 2

,画面的宽与高的比为λ(λ>1),画面的上、下各留8cm 的空白,左、右各留5cm 的空白。怎样确定画面的高与宽尺才,能使宣传画所用纸张面积最小?(2001年全国文科高考题)

解:设画面的宽为x cm ,则画面的高为

x 4840

cm

,设纸张面积为S S=67603025

2165000)3025(165000)164840)(10(=??+≥++=++x

x x x x x 当且仅当x =

x 3025,即x= 55 cm ,此时高

8855

4840

= 18

5

8855<==

λ 答:画面高为88cm ,宽为55cm 时,能使所用纸张面积最小。 评注:在应用均值不等式解决这类实际问题时,应注意: ① 设变量,一般把要求最大值和最小值的变量设为函数;

② 建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为函数的最值问题; ③ 在定义域内,求函数的最大值或最小值;正确写出答案。

课 题: 不等式的证明方法之一:比较法 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

要比较两个实数的大小,只要考察它们的差的符号即可,即利用不等式的性质:

0>-?>b a b a

0=-?=b a b a 0<-?

二、典型例题:

例1、设b a ≠,求证:)(232

2b a b b a +>+。

例2、若实数1≠x ,求证:.)1()1(32

242x x x x ++>++

证明:采用差值比较法:

2242)1()1(3x x x x ++-++

=3

242422221333x x x x x x x ------++ =)1(234+--x x x =)1()1(222++-x x x =].4

3)2

1[()1(22

2

++-x x

,04

3

)21(,0)1(,122>++>-≠x x x 且从而

∴ ,0]4

3)21[()1(222

>++-x x

∴ .)1()1(32242x x x x ++>++

讨论:若题设中去掉1≠x 这一限制条件,要求证的结论如何变换?

例3、已知,,+∈R b a 求证.a

b

b

a

b a b a ≥

本题可以尝试使用差值比较和商值比较两种方法进行。

证明:1) 差值比较法:注意到要证的不等式关于b a ,对称,不妨设.0>≥b a

)(0

≥-=-∴≥---b

a b

a b

b

a

b

b

a

b

a

b a b a b a b a ,从而原不等式得证。

2)商值比较法:设,0>≥b a

,0,1≥-≥b a b a .1)(≥=∴-b a a b b a b a

b

a b a 故原不等式得证。 注:比较法是证明不等式的一种最基本、最重要的方法。用比较法证明不等式的步骤是:作差(或作商)、

变形、判断符号。

例4、甲、乙两人同时同地沿同一路线走到同一地点。甲有一半时间以速度m 行走,另一半时间以速度n 行走;乙有一半路程以速度m 行走,另一半路程以速度n 行走。如果n m ≠,问甲、乙两人谁先到达指定地点。

分析:设从出发地点至指定地点的路程是S ,甲、乙两人走完这段路程所用的时间分别为21,t t 。要回答题目中的问题,只要比较21,t t 的大小就可以了。

解:设从出发地点至指定地点的路程是S ,甲、乙两人走完这段路程所用的时间分别为21,t t ,根据题意有

S n t m t =+2

211,222t n S m S =+,可得n m S t +=21,mn n m S t 2)

(2+=, 从而mn n m S n m S t t 2)(221+-+=-mn n m n m mn S )(2])(4[2++-=mn

n m n m S )(2)(2

+--=,

其中n m S ,,都是正数,且n m ≠。于是021<-t t ,即21t t <。 从而知甲比乙首先到达指定地点。

讨论:如果n m =,甲、乙两人谁先到达指定地点?

例5、设.1,0,12)(2=+>+=q p pq x x f 求证;对任意实数b a ,,恒有 ).()()(qb pa f b qf a pf +≥+ (1) 证明 考虑(1)式两边的差。

).()()(qb pa f b qf a pf +-+

=]1)(2[)12()12(222++-+++qb pa b q a p =.14)1(2)1(222-++--+-q p pqab b q q a p p

(2)

,0,1>=+pq q p pqab pqb pqa 422)2(22-+=∴.0)(22≥-=b a pq

即(1)成立。

三、小结:

四、练习:

五、作业:

1.比较下面各题中两个代数式值的大小:

(1)2

x 与12

+-x x ;(2)12

++x x 与2)1(+x .

2.已知.1≠a 求证:(1);122->a a (2)

.1122

<+a a

3.若0>≥≥c b a ,求证.)(3

c b a c

b a ab

c c b a ++≥

4.比较a 4-b 4与4a 3(a-b)的大小.

解: a 4-b 4 - 4a 3(a-b)=(a-b)(a+b)(a 2+b 2) -4a 3(a-b)= (a-b)(a 3+ a 2b+ab 2+b 3-4a 3)

= (a-b)[(a 2b-a 3)+(ab 3-a 3)+(b 3-a 3)]= - (a-b)2(3a 3+2ab+b 2)

= - (a-b)2

0323322

≤???

?????+???? ??+b b a (当且仅当d =b 时取等号)

∴a 4-b 4≥4a 3(a-b)。

5.比较(a+3)(a-5)与(a+2)(a-4)的大小.

6.已知x ≠0,比较(x 2+1)2与x 4+x 2+1的大小.

7.如果x>0,比较

()2

1-x 与()2

1+x 的大小.

8.已知a ≠0,比较()()12122

2

+-++a a a a 与()()1122

+-++a a a a

的大小.

9.设x ≥1,比较x 3与x 2-x+1的大小. 说明:“变形”是解题的关键,是最重一步。因式分解、配方、凑成若干个平方和等是“变形”的常用方法。

阅读材料:琴生不等式

例5中的不等式)()()(qb pa f b qf a pf +≥+有着重要的数学背景,它与高等数学中的一类凸函数有着密切的关系,也是琴生(Jensen )不等式的特例。 琴生在1905年给出了一个定义:

设函数)(x f 的定义域为[a,b],如果对于[a,b]内任意两数21,x x ,都有 .2)

()(22121x f x f x x f +≤

??

?

??+ (1) 则称)(x f 为[a,b]上的凸函数。

若把(1)式的不等号反向,则称这样的)(x f 为[a,b]上的凹函数。

凸函数的几何意义是:过)(x f y =曲线上任意两点作弦,则弦的中点必在该曲线的上方或在曲线上。 其推广形式是:若函数)(x f 的是[a,b]上的凸函数,则对[a,b]内的任意数n x x x ,,21,都有 .)

()()(2121n x f x f x f n x x x f n n +++≤

??

?

??+++ (2) 当且仅当n x x x === 21时等号成立。一般称(2)式为琴生不等式。

更为一般的情况是:设)(x f 是定义在区间[a,b]上的函数,如果对于[a,b]上的任意两点21,x x ,有

),()()(2121qx px f x qf x pf +≥+

其中1,,=+∈+q p R q p ,则称)(x f 是区间[a,b]上的凸函数。如果不等式反向,即有

),()()(2121qx px f x qf x pf +≤+则称)(x f 是[a,b]上的凹函数。

其推广形式 ,设1,,,,2121=+++∈+n n q q q R q q q ,)(x f 是[a,b]上的凸函数,则对任意

],,[,,,21b a x x x n ∈ 有)()()()(22112211n n n n x f q x f q x f q x q x q x q f +++≤+++ ,

当且仅当n x x x === 21时等号成立。

若)(x f 是凹函数,则上述不等式反向。该不等式称为琴生(Jensen )不等式。把琴生不等式应用于一些具体的函数,可以推出许多著名不等式。

课 题: 不等式的证明方法之二:综合法与分析法 目的要求:

重点难点: 教学过程: 一、引入:

综合法和分析法是数学中常用的两种直接证明方法,也是不等式证明中的基本方法。由于两者在证明思路上存在着明显的互逆性,这里将其放在一起加以认识、学习,以便于对比研究两种思路方法的特点。

所谓综合法,即从已知条件出发,根据不等式的性质或已知的不等式,逐步推导出要证的不等式。而分析法,则是由结果开始,倒过来寻找原因,直至原因成为明显的或者在已知中。前一种是“由因及果”,后一种是“执果索因”。打一个比方:张三在山里迷了路,救援人员从驻地出发,逐步寻找,直至找到他,这是“综合法”;而张三自己找路,直至回到驻地,这是“分析法”。 以前得到的结论,可以作为证明的根据。特别的,AB B A 22

2

≥+是常常要用到的一个重要不等式。

二、典型例题:

例1、b a ,都是正数。求证:

.2≥+a

b

b a 证明:由重要不等式AB B A 22

2

≥+可得

.22=≥+a

b b a a b b a 本例的证明是综合法。

例2、设0,0>>b a ,求证.2

2

3

3

ab b a b a +≥+ 证法一 分析法

要证2

2

3

3

ab b a b a +≥+成立.

只需证)())((22b a ab b ab a b a +≥+-+成立, 又因0>+b a ,

只需证ab b ab a ≥+-2

2

成立, 又需证022

2

≥+-b ab a 成立, 即需证0)(2≥-b a 成立.

而0)(2>-b a 显然成立. 由此命题得证。

证法二 综合法

ab b ab a b ab a b a ≥+-?≥+-?≥-2

2

2

2

2

020)(

注意到0,0>>b a ,即0>+b a ,

由上式即得)())((2

2b a ab b ab a b a +≥+-+,

从而2

2

3

3

ab b a b a +≥+成立。

议一议:根据上面的例证,你能指出综合法和分析法的主要特点吗? 例3、已知a ,b ,m 都是正数,并且.b a <求证:

.b

a

m b m a >++ (1) 证法一 要证(1),只需证)()(m b a m a b +>+ (2) 要证(2),只需证am bm > (3)

要证(3),只需证a b > (4) 已知(4)成立,所以(1)成立。

上面的证明用的是分析法。下面的证法二采用综合法。 证法二 因为 m a b ,>是正数,所以am bm >

两边同时加上ab 得)()(m b a m a b +>+ 两边同时除以正数)(m b b +得(1)。

读一读:如果用Q P ?或P Q ?表示命题P 可以推出命题Q (命题Q 可以由命题P 推出),那么采用分析法的证法一就是 (1)).4()3()2(???

而采用综合法的证法二就是 ).1()2()3()4(???

如果命题P 可以推出命题Q ,命题Q 也可以推出命题P ,即同时有P Q Q P ??,,那么我们就说命题P 与命题Q 等价,并记为.Q P ?在例2中,由于m b m b +,,都是正数,实际上

).4()3()2()1(???

例4、证明:通过水管放水,当流速相同时,如果水管横截面的周长相等,那么横截面是圆的水管比横截面

是正方形的水管流量大。

分析:当水的流速相同时,水管的流量取决于水管横截面面积的大小。设截面的周长为L ,则周长为L 的

圆的半径为π2L ,截面积为22??

?

??ππL ;周长为L 的正方形为4L ,截面积为2

4??? ??L 。所以本题只需证明

2

242??

?

??>??? ??L L ππ。 证明:设截面的周长为L ,则截面是圆的水管的截面面积为2

2??? ??ππL ,截面是正方形的水管的截面面积为

2

4??? ??L 。只需证明:2

242??

?

??>??? ??L L ππ。 为了证明上式成立,只需证明16

42

22L L >ππ。

两边同乘以正数

2

4L ,得:

41

1>π。 因此,只需证明π>4。

上式显然成立,所以2

242??

?

??>??? ??L L ππ 。

这就证明了:通过水管放水,当流速相同时,如果水管横截面的周长相等,那么横截面是圆的水管比横截面

是正方形的水管流量大。

例5、证明:ca bc ab c b a ++≥++2

22。

证法一 因为 ab b a 22

2≥+ (2) bc c b 22

2≥+ (3) ca a c 22

2≥+ (4)

所以三式相加得)(2)(2222ca bc ab c b a ++≥++ (5) 两边同时除以2即得(1)。

证法二 因为,0)(2

1

)(21)(21)(2222

2

2

≥-+-+-=

++-++a c c b b a ca bc ab c b a 所以(1)成立。

例6、证明:.)())((22222bd ac d c b a +≥++ (1) 证明 (1)?0)())((22222≥+-++bd ac d c b a (2)

?0)2(222222222222≥++-+++d b abcd c a d b d a c b c a (3) ? 022222≥-+abcd d a c b (4) ? 0)(2≥-ad bc (5)

(5)显然成立。因此(1)成立。

例7、已知c b a ,,都是正数,求证.33

33abc

c b a ≥++并指出等号在什么时候成立? 分析:本题可以考虑利用因式分解公式

))((32

22333ca bc ab c b a c b a abc c b a ---++++=-++ 着手。

证明: abc c b a 33

3

3

-++

=))((2

2

2

ca bc ab c b a c b a ---++++ =

].)()())[((2

1

222a c c b b a c b a -+-+-++ 由于c b a ,,都是正数,所以.0>++c b a 而0)()()(2

22≥-+-+-a c c b b a ,

可知033

33≥-++abc c b a

即abc c b a 33

33≥++(等号在c b a ==时成立)

探究:如果将不等式abc c b a 33

33≥++中的333,,c b a 分别用c b a ,,来代替,并在两边同除以3,会得到怎样的不等式?并利用得到的结果证明不等式:

27)1)(1)(1(>++++++a c c b b a ,其中c b a ,,是互不相等的正数,且1=abc .

三、小结:

解不等式时,在不等式的两边分别作恒等变形,在不等式的两边同时加上(或减去)一个数或代数式,移项,在不等式的两边同时乘以(或除以)一个正数或一个正的代数式,得到的不等式都和原来的不等式等价。这些方法,也是利用综合法和分析法证明不等式时常常用到的技巧。

四、练习:

1、已知,0>x 求证:.21

≥+

x

x 2、已知,,0,0y x y x ≠>>求证

.411y

x y x +>+ 3、已知,0>>b a 求证.b a b a ->-

4、已知.0,0>>b a 求证:

(1).4))((11≥++--b a b a (2) .8))()((333322b a b a b a b a ≥+++ 5、已知d c b a ,,,都是正数。求证:

(1)

;2cd ab d c b a +≥+++ (2).4

4

abcd d c b a ≥+++

6、已知c b a ,,都是互不相等的正数,求证.9))((abc

ca bc ab c b a >++++ 五、作业:

课 题: 不等式的证明方法之三:反证法 目的要求: 重点难点: 教学过程: 一、引入:

前面所讲的几种方法,属于不等式的直接证法。也就是说,直接从题设出发,经过一系列的逻辑推理,证明不等式成立。但对于一些较复杂的不等式,有时很难直接入手求证,这时可考虑采用间接证明的方法。所谓间接证明即是指不直接从正面确定论题的真实性,而是证明它的反论题为假,或转而证明它的等价命题为真,以间接地达到目的。其中,反证法是间接证明的一种基本方法。

反证法在于表明:若肯定命题的条件而否定其结论,就会导致矛盾。具体地说,反证法不直接证明命题“若p 则q ”,而是先肯定命题的条件p ,并否定命题的结论q ,然后通过合理的逻辑推理,而得到矛盾,从而断定原来的结论是正确的。

利用反证法证明不等式,一般有下面几个步骤:

必修五 3.1不等式与不等关系(第一课时)教案

§3.1不等式与不等关系 【教学目标】 1.知识与技能:通过具体情景,感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,理解不等式(组)的实际背景,掌握不等式的基本性质; 2.过程与方法:通过解决具体问题,学会依据具体问题的实际背景分析问题、解决问题的方法; 3.情态与价值:通过解决具体问题,体会数学在生活中的重要作用,培养严谨的思维习惯。 【教学重点】 用不等式(组)表示实际问题的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题。理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值。 【教学难点】 用不等式(组)正确表示出不等关系。 【教学过程】 1.课题导入 在现实世界和日常生活中,既有相等关系,又存在着大量的不等关系。如两点之间线段最短,三角形两边之和大于第三边,等等。人们还经常用长与短、高与矮、轻与重、胖与瘦、大与小、不超过或不少于等来描述某种客观事物在数量上存在的不等关系。在数学中,我们用不等式来表示不等关系。 下面我们首先来看如何利用不等式来表示不等关系。 2.讲授新课 1)用不等式表示不等关系 引例1:限速40km/h 的路标,指示司机在前方路段行驶时,应使汽车的速度v 不超过40km/h ,写成不等式就是: 40v ≤ 引例2:某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量应不少于2.5%,蛋白质的含量p 应不少于2.3%,写成不等式组就是——用不等式组来表示 2.5%2.3% f p ≤??≥? 问题1:设点A 与平面α的距离为d,B 为平面α上的任意一点,则||d AB ≤。 问题2:某种杂志原以每本2.5元的价格销售,可以售出8万本。据市场调查,若单价每提高0.1元,销售

高中数学选修4-4全套教案

高中数学选修4-4全套教案 第一讲坐标系 一平面直角坐标系 课题:1、平面直角坐标系 教学目的: 知识与技能:回顾在平面直角坐标系中刻画点的位置的方法 能力与与方法:体会坐标系的作用 情感、态度与价值观:通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。 教学重点:体会直角坐标系的作用 教学难点:能够建立适当的直角坐标系,解决数学问题 授课类型:新授课 教学模式:启发、诱导发现教学. 教具:多媒体、实物投影仪 教学过程: 一、复习引入: 情境1:为了确保宇宙飞船在预定的轨道上运行,并在按计划完成科学考察任务后,安全、准确的返回地球,从火箭升空的时刻开始,需要随时测定飞船在空中的位 置机器运动的轨迹。 情境2:运动会的开幕式上常常有大型团体操的表演,其中不断变化的背景图案是由看台上座位排列整齐的人群不断翻动手中的一本画布构成的。要出现正确的背景 图案,需要缺点不同的画布所在的位置。 问题1:如何刻画一个几何图形的位置? 问题2:如何创建坐标系? 二、学生活动 学生回顾 刻画一个几何图形的位置,需要设定一个参照系 1、数轴它使直线上任一点P都可以由惟一的实数x确定 2、平面直角坐标系 在平面上,当取定两条互相垂直的直线的交点为原点,并确定了度量单位和这两条直线的方向,就建立了平面直角坐标系。它使平面上任一点P都可以由惟一的实数对(x,y)确定 3、空间直角坐标系 在空间中,选择两两垂直且交于一点的三条直线,当取定这三条直线的交点为原点,并确定了度量单位和这三条直线方向,就建立了空间直角坐标系。它使空间上任一点P 都可以由惟一的实数对(x,y,z)确定 三、讲解新课: 1、建立坐标系是为了确定点的位置,因此,在所建的坐标系中应满足: 任意一点都有确定的坐标与其对应;反之,依据一个点的坐标就能确定这个点的位置

3.均值不等式(全国卷1)

第三节:均值不等式 1.★★若正数a b c ,,满足24288c bc ac ab +++=,则2a b c ++的最小值为 A. 3 B.23C.2 D.2 2 答案:D 2. ★★(2014 河北唐山二模文)若实数a b c ,,满足2228a b c ++=,则a b c + +的最大值为 A.9 B.23 C.3 2 D.2 答案:D 3. ★★(2014 河北衡水四调理)已知,,,ABC A B C ?∠∠∠中的对边分别为,,a b c ,若 1, 2 2a cosC c b =+=,则ABC ?的周长的取值范围是__________. 答案:](32, 4. ★ (2014 河北衡水三调理)已知,,a b c 为互不相等的正数,222a c bc +=,则下列关系中可能成立的是( ) A .a b c >> B .b c a >> C .b a c >> D .a c b >> 答案:C 5.★★( 2014 河北衡水三调理)已知各项均为正数的等比数列满足, 若存在两项 的最小值为 ( ) A . B . C . D .9 答案:A 6. ★★(2014 河北衡水三调文)已知0,0,lg 2lg8lg 2x y x y >>+=,则113x y +的最小值是. 答案:4 7. ★★(2014 河北衡水四调文)函数2()2l n f x x x b x a =+-+(0,)b a R >∈在点{}n a 7652a a a =+,m n a a 114 4,a m n =+则3 2 539 4

(),()b f b 处的切线斜率的最小值 是( ) A.2 1 答案:A 8. ★★(2014 河北冀州中学月考文)若正实数满足 恒成立,则 的最大值为. 答案:1 9. ★★★(2012 山西襄汾中学高考练兵理)设x 、y 满足约束条件,若目 标函数(00)z ax by a b =+>>其中,的最大值为3,则+的最小值为 A .3 B .1 C .2 D .4 答案:A 10. ★★★(2014 河南郑州2014第一次质量预测理)已知,a b 是两个互相垂直的单位向量,且1c a c b ?=?= ,则对任意的正实数t ,1||c ta b t ++ 的最小值是( ) A .2 B ..4 D .答案:B 11. ★★(2014 河南中原名校期中联考理)已知00x y >,>,若222y x m m x y 8+>+恒成立,则实数m 的取值范围是 A .42m m ≥≤或- B .24m m ≥≤或- C .24m -<< D .42m -<< 答案:D 12. ★(2013 河南许昌市期中理)若实数x y ,满足221x y xy ++=,则x y +的最大值是 . 答案: ,x y 2x y +=M ≥M 23023400x y x y y -+≥?? -+≤??≥? 1a 2 b

人教版新课标高中数学必修四 全册教案

按住Ctrl 键单击鼠标打开教学视频动画全册播放 1.1.1 任意角 教学目标 (一) 知识与技能目标 理解任意角的概念(包括正角、负角、零角) 与区间角的概念. (二) 过程与能力目标 会建立直角坐标系讨论任意角,能判断象限角,会书写终边相同角的集合;掌握区间角的集合的书写. (三) 情感与态度目标 1. 提高学生的推理能力; 2.培养学生应用意识. 教学重点 任意角概念的理解;区间角的集合的书写. 教学难点 终边相同角的集合的表示;区间角的集合的书写. 教学过程 一、引入: 1.回顾角的定义 ①角的第一种定义是有公共端点的两条射线组成的图形叫做角. ②角的第二种定义是角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形. 二、新课: 1.角的有关概念: ①角的定义: 角可以看成平面内一条射线绕着端点从一个位置旋转到另一个位置所形成的图形. ②角的名称: ③角的分类: ④注意: ⑴在不引起混淆的情况下,“角α ”或“∠α ”可以简化成“α ”; ⑵零角的终边与始边重合,如果α是零角α =0°; ⑶角的概念经过推广后,已包括正角、负角和零角. ⑤练习:请说出角α、β、γ各是多少度? 2.象限角的概念: ①定义:若将角顶点与原点重合,角的始边与x 轴的非负半轴重合,那么角的终边(端点除外)在第几象限,我们就说这个角是第几象限角. 例1.如图⑴⑵中的角分别属于第几象限角? 正角:按逆时针方向旋转形成的角 零角:射线没有任何旋转形成的角 负角:按顺时针方向旋转形成的角 始边 终边 顶点 A O B

例2.在直角坐标系中,作出下列各角,并指出它们是第几象限的角. ⑴ 60°; ⑵ 120°; ⑶ 240°; ⑷ 300°; ⑸ 420°; ⑹ 480°; 答:分别为1、2、3、4、1、2象限角. 3.探究:教材P3面 终边相同的角的表示: 所有与角α终边相同的角,连同α在内,可构成一个集合S ={ β | β = α + k ·360 ° , k ∈Z},即任一与角α终边相同的角,都可以表示成角α与整个周角的和. 注意: ⑴ k ∈Z ⑵ α是任一角; ⑶ 终边相同的角不一定相等,但相等的角终边一定相同.终边相同的角有无限个,它们相差 360°的整数倍; ⑷ 角α + k ·720 °与角α终边相同,但不能表示与角α终边相同的所有角. 例3.在0°到360°范围内,找出与下列各角终边相等的角,并判断它们是第几象限角. ⑴-120°;⑵640 °;⑶-950°12'. 答:⑴240°,第三象限角;⑵280°,第四象限角;⑶129°48',第二象限角; 例4.写出终边在y 轴上的角的集合(用0°到360°的角表示) . 解:{α | α = 90°+ n ·180°,n ∈Z}. 例5.写出终边在x y =上的角的集合S,并把S 中适合不等式-360°≤β<720°的元素β写出来. 4.课堂小结 ①角的定义; ②角的分类: ③象限角; ④终边相同的角的表示法. 5.课后作业: ①阅读教材P 2-P 5; ②教材P 5练习第1-5题; ③教材P .9习题1.1第1、2、3题 思考题:已知α角是第三象限角,则2α,2 α 各是第几象限角? 解:α 角属于第三象限, 正角:按逆时针方向旋转形成的角 零角:射线没有任何旋转形成的角 负角:按顺时针方向旋转形成的角

(完整版)高考数学-基本不等式(知识点归纳)

高中数学基本不等式的巧用 一.基本不等式 1.(1)若R b a ∈,,则ab b a 22 2 ≥+ (2)若R b a ∈,,则2 2 2b a ab +≤(当且仅当b a =时取“=”) 2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥+2 (2)若* ,R b a ∈,则ab b a 2≥+(当且仅当b a =时取“=” ) (3)若* ,R b a ∈,则2 2?? ? ??+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0x >,则12x x + ≥ (当且仅当1x =时取 “=”);若0x <,则1 2x x +≤- (当且仅当1x =-时取“=”) 若0x ≠,则11122-2x x x x x x +≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0>ab ,则2≥+a b b a (当且仅当b a =时取“=”) 若0ab ≠,则 22-2a b a b a b b a b a b a +≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=” ) 4.若R b a ∈,,则2 )2( 2 22b a b a +≤ +(当且仅当b a =时取“=”) 注:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的 积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”. (2)求最值的条件“一正,二定,三取等” (3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用. 应用一:求最值 例1:求下列函数的值域 (1)y =3x 2 +12x 2 (2)y =x +1x 解:(1)y =3x 2 +12x 2 ≥2 3x 2 ·12x 2 = 6 ∴值域为[ 6 ,+∞) (2)当x >0时,y =x +1 x ≥2 x ·1 x =2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1 x )≤-2 x ·1 x =-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞) 解题技巧: 技巧一:凑项 例1:已知5 4x < ,求函数14245 y x x =-+-的最大值。 解:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1 (42)45 x x --g 不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项, 5,5404x x <∴->Q ,11425434554y x x x x ??∴=-+=--++ ?--? ?231≤-+= 当且仅当1 5454x x -= -,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,max 1y =。

高中数学必修五-不等关系与不等式-教案

第三章不等式 必修5 3.1 不等关系与不等式 一、教学目标 1.通过具体问题情境,让学生感受到现实生活中存在着大量的不等关系; 2.通过了解一些不等式(组)产生的实际背景的前提下,学习不等式的相关内容; 3.理解比较两个实数(代数式)大小的数学思维过程. 二、教学重点: 用不等式(组)表示实际问题中的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题.理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值. 三、教学难点: 使用不等式(组)正确表示出不等关系. 四、教学过程: (一)导入课题 现实世界和生活中,既有相等关系,又存在着大量的不等关系我们知道,两点之间线段最短,三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,等等.人们还经常用长与短,高与矮,轻与重,大与小,不超过或不少于等来描述某种客观事物在数量上存在的不等关系. 在数学中,我们用不等式来表示这样的不等关系.

提问: 1.“数量”与“数量”之间存在哪几种关系?(大于、等于、小于). 2.现实生活中,人们是如何描述“不等关系”的呢?(用不等式描述) 引入知识点: 1.不等式的定义:用不等号<、>、≤、≥、≠表示不等关系的式子叫不等式. 2.不等式a b ≥的含义. 不等式a b ≥应读作“a 大于或者等于b ”,其含义是指“或者a >b ,或者a =b ”,等价于“a 不小于b ,即若a >b 或a =b 之中有一个正确,则a b ≥正确. 3.实数比较大小的依据与方法. (1)如果a b -是正数,那么a b >;如果a b -等于零,那么a b =;如果a b -是负数,那么a b <.反之也成立,就是(a b ->0?a >b ;a b -=0?a =b ;a b -<0?a

人教A版新课标高中数学必修一教案-《等式性质与不等式性质》

《 等式性质与不等式性质》 1、知识与技能 (1)能用不等式 (组)表示实际问题的不等关系; (2)初步学会作差法比较两实数的大小; (3)掌握不等式的基本性质,并能运用这些性质解决有关问题. 2、过程与方法 使学生感受到在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系;以问题方式代替例题,学习如何利用不等式研究及表示不等式,利用不等式的有关基本性质研究不等关系. 3、情感态度与价值观 通过学生在学习过程中的感受、体验、认识状况及理解程度,注重问题情境、实际背景的设置,通过学生对问题的探究思考,广泛参与,改变学生学习方式,提高学习质量. 【教学重点】 能用不等式(组)表示实际问题的不等关系, 会作差法比较两实数的大小 ,通过类比法,掌握不等式的基本性质. 【教学难点】 运用不等式性质解决有关问题. (一)新课导入 用不等式(组)表示不等关系

中国"神舟七号”宇宙飞船飞天取得了最圆满的成功.我们知道,它的飞行速度(v )不小于第一宇宙速度(记作2v ),且小于第二宇宙速度(记 1v ). 12v v v ≤< (二)新课讲授 问题1:你能用不等式或不等式组表示下列问题中的不等关系吗 (1)某路段限速40km /h ; (2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量f 应不少于%,蛋白质的含量p 应不少于%; (3)三角形两边之和大于第三边、两边之差小于第三边; (4)连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短. 对于(1),设在该路段行驶的汽车的速度为vkm /h ,“限速40km /h ”就是v 的大小不能超过40,于是0<v ≤40. 对于(2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量f 应不少于%,蛋白质的含量p 应不少于%. 2.5%2.3% f p ≥??≥? 对于(3),设△ABC 的三条边为a ,b ,c ,则a +b >c ,a -b <c . 对于(4),如图,设C 是线段AB 外的任意一点,CD 垂直于AB ,垂足 为D ,E 是线段AB 上不同于D 的任意一点,则CD <CE . 以上我们根据实际问题所蕴含的不等关系抽象出了不等式图接着, 就可以用不等式研究相应的问题了 问题2:某种杂志原以每本元的价格销售,可以售出8万本.据市场调查,杂志的单价每提高元,销售量就可能减少2000本.如何定价才能使提价后的销售总收入不低于20万元 解:提价后销售的总收入为错误!x 万元,那么不等关系“销售的总收入仍不低于20万元”可以表示为不等式

高中数学竞赛均值不等式讲义

均值不等式 1.均值不等式 知识点1: 二元均值不等式可以推广到n 元,即: 设,,, 123 a a a a n 为n 个非负实数,则 12n a a a n ++ + ≥1 23 a a a a n === =). 如何证明? 知识点2: 设,,, 123 a a a a n 为n 个非负实数 ,n Q , 12n n a a a A n ++ += , n G =, 12 111n n n H a a a = ++,则n n n n Q A G H ≥≥≥(等号成立当且仅当 123a a a a n ====) 更一般的平均值的定义: 设正数(1,2,3...)i a i n =,则α的幂平均值=1 1 ( )n i i a n α α =∑,特 别的,我们有: lim ()n f G αα→=,1 1 ()( )n i i a f n α α α==∑为关于α的增函数. 知识点3:重要结论 (1)2 22,,,.a b c R a b c ab bc ac ∈++≥++ (2) ()2 ,,,3().a b c R a b c ab bc ac ∈++≥++ (3) 2222,,,3()().a b c R a b c a b c ∈++≥++ (4) 2,,,()3().a b c R ab bc ca abc a b c ∈++≥++ (5) ,,,()()()()().a b c R a b b c a c abc a b c ab cb ac ∈++++=++++ (6) 222;2a a a b b a b b -≥-+≥(a,b,c>0) (7) 2222221 ()()3 a b b c c a a b c a b c ++≤++++(a,b,c>0) (8)正实数(1,2,3...)i a i n =,则 21 1 1 n n i i i i a n a ==?≥∑∑ (当且仅当12...n a a a ===); (9) 222222222222()()()()()a b b c c a ab bc ca a b c a bc b ca c ab ++++=++++ 知识点4:加权平均值不等式 已知 12+...1(0,1,2.,,,) n i w w w w i n +=>=,则对任意正实数 12112212........n w w w n n n w a w a w a a a a +++≥.

高中数学教案全套word

高中数学教案全套word 1.1集合的概念 ................................................ ...... 1 1.2集合的运算 ................................................ ...... 3 1.3含绝对值的不等式的解法 ........................................ 6 1.4一元二次不等式的解法.......................................... 91.5简易逻辑 ................................................ ...... 12 1.6充要条件 ................................................ ...... 15 1.7数学巩固练习.............................................. 18.1函数的概念 ................................................ .... 21.2函数的解析式及定义域 ........................................ 24.3函数的值域 ................................................ .... 28.4函数的奇偶

性................................................. ...2.5函数的单调性.................................................. 37.6反函数 ................................................ ..........1.7二次函数 ................................................ ........2.8指数式与对数式 ................................................ .2.9指数函数与对数函数 .............................................0.1 0函数的图象 ................................................ .....2.11函数的最值 ................................................ .....2.12函数的应用 ................................................ .....1.13数学巩固练习 .. (4) .1数列的有关概念 ................................. 错误!未定义书签。.2等差数列与等比数列的基本运算 ................. 错误!未定义书签。.3等差数列、

高中数学基本不等式题型总结

专题 基本不等式 【一】基础知识 基本不等式:)0,0a b a b +≥>> (1)基本不等式成立的条件: ; (2)等号成立的条件:当且仅当 时取等号. 2.几个重要的不等式 (1)()24a b ab +≤(),a b R ∈;(2))+0,0a b a b ≥>>; 【二】例题分析 【模块1】“1”的巧妙替换 【例1】已知0,0x y >>,且34x y +=,则41x y +的最小值为 . 【变式1】已知0,0x y >>,且34x y +=,则4x x y +的最小值为 . 【变式2】(2013年天津)设2,0a b b +=>, 则 1||2||a a b +的最小值为 . 【例2】(2012河西)已知正实数,a b 满足 211a b +=,则2a b +的最小值为 . 【变式】已知正实数,a b 满足 211a b +=,则2a b ab ++的最小值为 .

【例3】已知0,0x y >>,且280x y xy +-=,则x y +的最小值为 . 【例4】已知正数,x y 满足21x y +=,则 8x y xy +的最小值为 . 【例5】已知0,0a b >>,若不等式 212m a b a b +≥+总能成立,则实数m 的最大值为 . 【例6】(2013年天津市第二次六校联考)()1,0by a b +=≠与圆221x y +=相交于,A B 两点,O 为坐标原点,且△AOB 为直角三角形,则 2212a b +的最小值为 .

【例7】(2012年南开二模)若直线()2200,0ax by a b -+=>>始终平分圆222410x y x y ++-+=的周长,则 11a b +的最小值为 . 【例8】设12,e e 分别为具有公共焦点12,F F 的椭圆和双曲线的离心率,P 为两曲线的一个公共点,且满足 120PF PF ?=,则2 2214e e +的最小值为 【例9】已知0,0,lg 2lg 4lg 2x y x y >>+=,则11x y +的最小值是( ) A .6 B .5 C .3+ D . 【例10】已知函数()4141 x x f x -=+,若120,0x x >>,且()()121f x f x +=,则()12f x x +的最小值为 .

高中数学精讲教案-不等式的解法

高中数学-不等式的解法 考点不等式的解法 1不等式ax>b 若a>0,解集为 ? ? ? ? ? ? x| x> b a;若a<0,解集为?? ? ? ? ? x| x< b a;若a=0,当b≥0时,解集为?,当b<0时,解集为R. 2一元二次不等式 “三个二次”分三种情况讨论,对应的一元二次不等式ax2+bx+c>0与ax2+bx+c<0的解集,可归纳为: 判别式 Δ=b2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0 二次函数 y=ax2+bx+c (a>0)的图象 一元二次方程 ax2+bx+c=0 (a≠0)的根 有两相异实根 x=x1或x=x2 有两相同实根 x=x1=x2 无实根 一元 二次 不等 式的 解集 ax2+bx+ c>0(a>0) {x|xx2} { x∈R| x≠ - ? ? ? b 2a R ax2+bx+ c<0(a>0) {x|x10(a0≠0,n∈N*,n≥3)可以转化为a0(x-x1)(x-x2)…(x-x n)>0(其中x10时,由于f(x)=a0(x-x1)(x-x2)…(x-x n)的值的符号在上述区间自右至左依次为+、-、+、-、…,所以正值区间为f(x)>0的解集. 4分式不等式的解法 (1) f(x) g(x) >0(<0)?f(x)·g(x)>0(<0); (2) f(x) g(x) ≥0(≤0)? ?? ? ??f(x)·g(x)≥0(≤0), g(x)≠0.

【高中数学】公式总结(均值不等式)

均值不等式归纳总结 1. (1)若R b a ∈,,则ab b a 22 2 ≥+ (2)若R b a ∈,,则2 2 2b a ab +≤ (当且仅当b a =时取“=”) 2. (1)若*,R b a ∈,则ab b a ≥ +2 (2)若*,R b a ∈,则ab b a 2≥+ (当且仅当b a =时取“=”) (3)若* ,R b a ∈,则2 2? ? ? ??+≤b a ab (当且仅当b a =时取“=”) 3.若0x >,则1 2x x +≥ (当且仅当1x =时取“=”) 若0x <,则1 2x x +≤- (当且仅当1x =-时取“=”) 若0x ≠,则1 1122-2x x x x x x +≥+ ≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 4.若0>ab ,则2≥+a b b a (当且仅当 b a =时取“=”) 若0ab ≠,则22-2a b a b a b b a b a b a +≥+≥+≤即或 (当且仅当b a =时取“=”) 5.若R b a ∈,,则2 )2(2 22b a b a +≤ +(当且仅当b a =时取“=”) 『ps.(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和 为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”. (2)求最值的条件“一正,二定,三取等” (3)均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有广泛的应用』

例1:求下列函数的值域 (1)y =3x 2+ 1 2x 2 (2)y =x +1 x 解:(1)y =3x 2+1 2x 2 ≥2 3x 2· 1 2x 2 = 6 ∴值域为[ 6 ,+∞) (2)当x >0时,y =x +1 x ≥2 x ·1 x =2; 当x <0时, y =x +1x = -(- x -1 x )≤-2 x ·1 x =-2 ∴值域为(-∞,-2]∪[2,+∞) 解题技巧 技巧一:凑项 例 已知5 4 x <,求函数14245 y x x =-+ -的最大值。 解:因450x -<,所以首先要“调整”符号,又1 (42)45 x x -- 不是常数,所以对42x -要进行拆、凑项, 5,5404x x <∴-> ,11425434554y x x x x ??∴=-+=--++ ?--? ?231≤-+= 当且仅当1 5454x x -= -,即1x =时,上式等号成立,故当1x =时,max 1y =。 评注:本题需要调整项的符号,又要配凑项的系数,使其积为定值。

人教版高中数学_全册教案

第一章空间几何体 第一章课文目录 1.空间几何体的结构 1.空间几何体的三视图和直观图 1.3空间几何体的表面积与体积 知识结构: 一、空间几何体的结构、三视图和直观图 1.柱、锥、台、球的结构特征 圆柱:以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余边旋转形成的曲面所围成的几何体叫做圆柱;旋转轴叫做圆柱的轴;垂直于轴的边旋转而成的曲面叫做圆柱的侧面;无论旋转到什么位置,不垂直于轴的边都叫做圆柱侧面的母线。 棱柱与圆柱统称为柱体; (2)锥 棱锥:一般的有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫做棱锥;这个多边形面叫做棱锥的底面或底;有公共顶点的各个三角形面叫做棱锥的侧面;各侧面的公共顶点叫做棱锥的顶点;相邻侧面的公共边叫做棱锥的侧棱。 底面是三角锥、四边锥、五边锥……的棱柱分别叫做三棱锥、四棱锥、五棱锥…… 圆锥:以直角三角形的一条直角边所在的直线为旋转轴,其余两边旋转形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥;旋转轴为圆锥的轴;垂直于轴的边旋转形成的面叫做圆锥的底面;斜边旋转形成的曲面叫做圆锥的侧面。 棱锥与圆锥统称为锥体。 (3)台 棱台:用一个平行于底面的平面去截棱锥,底面和截面之间的部分叫做棱台;原棱锥的底面和截面分别叫做棱台的下底面和上底面;棱台也有侧面、侧棱、顶点。 圆台:用一个平行于底面的平面去截圆锥,底面和截面之间的部分叫做圆台;原圆锥的底面和截面分别叫做圆台的下底面和上底面;圆台也有侧面、母线、轴。 圆台和棱台统称为台体。 (4)球 以半圆的直径所在的直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体叫做球体,简称为球;

半圆的圆心叫做球的球心,半圆的半径叫做球的半径,半圆的直径叫做球的直径。 (5)组合体 由柱、锥、台、球等几何体组成的复杂的几何体叫组合体。 几种常凸多面体间的关系 名称棱柱直棱柱正棱柱 图形 定义有两个面互相平 行,而其余每相 邻两个面的交线 都互相平行的多 面体 侧棱垂直于底面 的棱柱 底面是正多边形的 直棱柱 侧棱平行且相等平行且相等平行且相等侧面的形状平行四边形矩形全等的矩形对角面的形状平行四边形矩形矩形 平行于底面的截面 的形状与底面全等的多 边形 与底面全等的多 边形 与底面全等的正多 边形 名称棱锥正棱锥棱台正棱台图形 定义有一个面是多 边形,其余各面 底面是正多边 形,且顶点在底 用一个平行于 棱锥底面的平 由正棱锥截得 的棱台

高中数学基本不等式专题复习

第11课:基本不等式与双√函数 一、双√函数 形如.0,0,>>+=q p x q px y 图像如右图所示: (1)0>x 时,当p q x =时取到pq y 2min =; (2)值域: (3)当0,0<-+=x x x y 正确解法: 两者联系: (1)基本不等式去等号时的值即为双勾函数的拐点,

(2)凡是利用“积定和最小”求最值的函数均可换元为双勾函数! 三、利用基本不等式求最值 类型一:形如()()0,1≠++ +=c a d cx b ax y 采取配积为定! 1、求??? ??>-+ =455434x x x y 的最小值 2、求??? ??<-+=455433x x x y 的最大值 3、求()π,0,sin 2sin ∈+ =x x x y 的最小值的值域 4、求()的最小值01 1>-+=x e e y x x 的最小值 类型二:形如()0,2≠+++=c a d cx c bx ax y 采取配凑——分离术! 1、求0,92>++=x x x x y 的最小值 2、求0,192>+++=x x x x y 的最小值 3、求?? ????-∈+++=1,31,12122x x x x y 的值域 4、求4,1822-<+++=x x x x y 的最值

人教课标版高中数学选修4-5:《不等式的基本性质》教案(1)-新版

1.1 课时1 不等式的基本性质 一、教学目标 (一)核心素养 在回顾和复习不等式的过程中,对不等式的基本性质进行系统地归纳整理,并对“不等式有哪些基本性质和如何研究这些基本性质”进行讨论,使学生掌握相应的思想方法,以提高学生对不等式基本性质的认识水平. (二)学习目标 1.理解用两个实数差的符号来规定两个实数大小的意义,建立不等式研究的基础. 2.掌握不等式的基本性质,并能加以证明. 3.会用不等式的基本性质判断不等关系和用比较法. (三)学习重点 应用不等式的基本性质推理判断命题的真假;代数证明. (四)学习难点 灵活应用不等式的基本性质. 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务 (1)读一读:阅读教材第2页至第4页,填空: a b >? a b =? a b >?> ②a c b c a b +>+?> ③ac bc a b >?> ④33a b a b >?> ⑤22a b a b >?> ⑥,a b c d ac bd >>?> 2.预习自测 (1)当x ∈ ,代数式2(1)x +的值不大于1x +的值. 【知识点】作差比较法 【解题过程】2(1)(1)x x +-+=2(1)x x x x -=- 【思路点拨】熟悉作差比较法 【答案】[0,1]

(2)若c ∈R ,则22ac bc > a b > A.? B.? C.? D.≠ 【知识点】不等式的基本性质 【解题过程】由22ac bc >,得0c ≠,所以20c >;当,0a b c >=时,22ac bc =. 【思路点拨】掌握不等式的基本性质 【答案】A. (3)当实数,a b 满足怎样条件时,由a b >能推出 11a b ,所以当0ab >时,11a b <. 【思路点拨】掌握作差比较法 【答案】当0ab >时, 11a b <. (二)课堂设计 1.问题探究 探究一 结合实例,认识不等式 ●活动① 归纳提炼概念 人与人的年龄大小、高矮胖瘦,物与物的形状结构,事与事成因与结果的不同等等都表现出不等的关系,这表明现实世界中的量,不等是普遍的、绝对的,而相等则是局部的、相对的. 【设计意图】从生活实例到数学问题,从特殊到一般,体会概念的提炼、抽象过程. ●活动② 认识作差比较法 关于实数,a b 的大小关系,有以下基本事实: 如果a b >,那么a b -是正数;如果a b =,那么a b -等于零;如果a b <,那么a b -是负数.反过来也对. 这个基本事实可以表示为:0;0;0a b a b a b a b a b a b >?->=?-=

高中数学【北师大选修1-1】教案全集

第一章常用逻辑用语1.1 命题 教学过程: 一、复习准备: 阅读下列语句,你能判断它们的真假吗? (1)矩形的对角线相等; >; (2)312 >吗? (3)312 (4)8是24的约数; (5)两条直线相交,有且只有一个交点; (6)他是个高个子. 二、讲授新课: 1. 教学命题的概念: ①命题:可以判断真假的陈述句叫做命题(proposition). 也就是说,判断一个语句是不是命题关键是看它是否符合“是陈述句”和“可以判断真假”这两个条件. 上述6个语句中,(1)(2)(4)(5)(6)是命题. ②真命题:判断为真的语句叫做真命题(true proposition); 假命题:判断为假的语句叫做假命题(false proposition). 上述5个命题中,(2)是假命题,其它4个都是真命题. ③例1:判断下列语句中哪些是命题?是真命题还是假命题? (1)空集是任何集合的子集; (2)若整数a是素数,则a是奇数; (3)2小于或等于2; (4)对数函数是增函数吗? x<; (5)215 (6)平面内不相交的两条直线一定平行; (7)明天下雨. (学生自练→个别回答→教师点评) ④探究:学生自我举出一些命题,并判断它们的真假. 2. 将一个命题改写成“若p,则q”的形式: ①例1中的(2)就是一个“若p,则q”的命题形式,我们把其中的p叫做命题的条件,q 叫做命题的结论. ②试将例1中的命题(6)改写成“若p,则q”的形式. ③例2:将下列命题改写成“若p,则q”的形式. (1)两条直线相交有且只有一个交点; (2)对顶角相等; (3)全等的两个三角形面积也相等. (学生自练→个别回答→教师点评) 3. 小结:命题概念的理解,会判断一个命题的真假,并会将命题改写“若p,则q”的形式. 巩固练习: 教材 P4 1、2、3 4. (师生共析→学生说出答案→教师点评) ②例1:写出下列命题的逆命题、否命题、逆否命题,并判断它们的真假: (1)同位角相等,两直线平行; (2)正弦函数是周期函数;

高中数学《基本不等式》公开课优秀教学设计

《§3.4.1基本不等式》的教学设计 教材:人教版高中数学必修5第三章 一、教学内容解析 本节选自人教版必修五的第三章第四节的第一课时,它是在学生学习完“不等式的性质”、“一元二次不等式及其解法”及“二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题”的基础上对不等式的进一步研究。在探究基本不等式内涵和证明的过程中,能够培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生形成数形结合的思想意识;在应用的过程中,通过对条件的转换和变式,有助于培养学生形成类比归纳的思想和习惯,进而形成严谨的思维方式。 二、教学目标设置 1.通过探究“数学家大会的会标”及感受会标的变形,引导学生从几何图形中获得两个基本不等式,了解基本不等式的几何背景培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生形成数形结合的思想意识; 2.进一步让学生探究不等式的代数证明,加深对基本不等式的理解和认识,提高学生逻辑推理的能力和严谨的思维方式。 3.通过例题让学生学会用基本不等式求最大值和最小值。 三、学生学情分析 对于高一的学生,不等式并不陌生,前面学习了不等式及不等式的性质,能够进行简单的数与式的比较,本节所学内容就用到了不等式的性质,所以学生可以在巩固不等式性质的前提下学习基本不等式,接受上是容易的,争取让学生真正意义上理解基本不等式。 四、教学策略分析 在教学过程中学生往往会直接应用不等式而忽略成立的条件,因此本节课的重点内容是对基本不等式的理解和运用。在运用过程中生成的规律,在学生做题时能灵活运用是难点,因此理解基本不等式和灵活应用基本不等式十本节课难点 五、教学过程: (一)情景引入 下图是2002年在北京召开的第24届国际数学家大会会议现场。

高中数学人教版选修1-2全套教案

高中数学人教版选修1-2全套教案 第一章统计案例 第一课时 1.1回归分析的基本思想及其初步应用(一) 教学要求:通过典型案例的探究,进一步了解回归分析的基本思想、方法及初步应用. 教学重点:了解线性回归模型与函数模型的差异,了解判断刻画模型拟合效果的方法-相关指数和残差分析. 教学难点:解释残差变量的含义,了解偏差平方和分解的思想. 教学过程: 一、复习准备: 1. 提问:“名师出高徒”这句彦语的意思是什么?有名气的老师就一定能教出厉害的学生吗?这两者之间是否有关? 2. 复习:函数关系是一种确定性关系,而相关关系是一种非确定性关系. 回归分析是对具有相关关系的两个变量进行统计分析的一种常用方法,其步骤:收集数据→作散点图→求回归直线方程→利用方程进行预报. 二、讲授新课: 1. 教学例题: ① 例1 从某大学中随机选取8名女大学生,其身高和体重数据如下表所示: 体重. (分析思路→教师演示→学生整理)

第一步:作散点图第二步:求回归方程第三步:代值计算 ②提问:身高为172cm的女大学生的体重一定是60.316kg吗? 不一定,但一般可以认为她的体重在60.316kg左右. ③解释线性回归模型与一次函数的不同 事实上,观察上述散点图,我们可以发现女大学生的体重y和身高x之间的关系并不能用一次=+来严格刻画(因为所有的样本点不共线,所以线性模型只能近似地刻画身高和体函数y bx a 重的关系). 在数据表中身高为165cm的3名女大学生的体重分别为48kg、57kg和61kg,如果能用一次函数来描述体重与身高的关系,那么身高为165cm的3名女在学生的体重应相同. 这就说明体重不仅受身高的影响还受其他因素的影响,把这种影响的结果e(即残差变量或随机 =++,其中残差变量e中包含体重变量)引入到线性函数模型中,得到线性回归模型y bx a e 不能由身高的线性函数解释的所有部分. 当残差变量恒等于0时,线性回归模型就变成一次函数模型. 因此,一次函数模型是线性回归模型的特殊形式,线性回归模型是一次函数模型的一般形式. 2. 相关系数:相关系数的绝对值越接近于1,两个变量的线性相关关系越强,它们的散点图越接近一条直线,这时用线性回归模型拟合这组数据就越好,此时建立的线性回归模型是有意义. 3. 小结:求线性回归方程的步骤、线性回归模型与一次函数的不同.

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