高三数学复习教案均值不等式的应用(第一课时)苏教版必修5
§3.2 均值不等式 教案(一)

§3.2 均值不等式 教案(一)第1课时授课类型:新授课【教学目标】1.知识与技能:学会推导并掌握均值不等式,理解这个均值不等式的几何意义,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2a b ab +≤的证明过程; 【教学难点】均值不等式2a b ab +≤等号成立条件 【教学过程】 1.课题导入均值不等式2a b ab +≤的几何背景: 如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。
你能在这个图案中找出一些相等关系或不等关系吗?教师引导学生从面积的关系去找相等关系或不等关系。
2.讲授新课1.探究图形中的不等关系将图中的“风车”抽象成如图,在正方形ABCD 中右个全等的直角三角形。
设直角三角形的两条直角边长为a,b 那么正方形的边长为22a b +。
这样,4个直角三角形的面积的和是2ab ,正方形的面积为22a b +。
由于4个直角三角形的面积小于正方形的面积,我们就得到了一个不等式:222a b ab +≥。
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.得到结论:一般的,如果)""(2R,,22号时取当且仅当那么==≥+∈b a ab b a b a3.思考证明:你能给出它的证明吗?证明:因为 222)(2b a ab b a -=-+当22,()0,,()0,a b a b a b a b ≠->=-=时当时所以,0)(2≥-b a ,即.2)(22ab b a ≥+4.1)从几何图形的面积关系认识基本不等式2a b ab +≤ 特别的,如果a>0,b>0,我们用分别代替a 、b ,可得2a b ab +≥,通常我们把上式写作:(a>0,b>0)2a b ab +≤2)从不等式的性质推导基本不等式2a b ab +≤ 用分析法证明:要证 2a b ab +≥ (1) 只要证 a+b ≥ (2) 要证(2),只要证 a+b- ≥0 (3) 要证(3),只要证 ( - )2 (4) 显然,(4)是成立的。
高三数学:复习教案:均值不等式的应用(第一课时)苏教版必修5

高三复习教案课题:均值不等式的应用(1课时)考试要求:掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单应用.教学目标:1.使学生进一步掌握算术平均数与几何平均数的相关知识,能利用均值定理解决相关问题;2.通过对均值不等式的应用的研究,渗透“转化”的数学思想,提高学生运算能力和逻辑推理能力.3.在学习和解决问题的过程中,帮助学生养成良好的学习习惯,形成积极探索的态度,培养学生严谨的科学态度及良好的思维习惯,形成积极探索的研究态度.教学重点和难点:均值定理使用的条件既是教学重点又是教学的难点.教学手段:计算机辅助教学教学方法;启发式,谈话式教学过程:一、复习引入::均值不等式以及与之相关的不等式内容均值定理及重要变形基本形式其他形式若Rba,,则abba222(当且仅当ba时取“=”).若Rba,,则222baab(当且仅当ba时取“=”)若Rba,,则2)2(222baba(当且仅当ba时取“=”)若*,Rba,则abba2(当且仅当ba时取“=”)若*,Rba,则abba2(当且仅当ba时取“=”)若*,Rba,则22baab(当且仅当ba时取“=”)若0ab,则2abba(当且仅当ba时取“=”)指出:(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”师: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、解决第 1 页共 6 页。
高中数学第三章《不等式》教案(苏教版必修5)

5.明确均值不等式及其成立条件,会灵活应用均值不等式证明或求解最值。
二、过程与方法
三、情感、态度与价值观
【教学重点与难点】 :
重点:不等式性质的应用,一元二次不等式的解法,用二元一次不等式(组)表示平面区域,求线性
目标函数在线性约束条件下的最优解,基本不等式的应用。
难点:利用不等式加法法则及乘法法则解题,求目标函数的最优解,基本不等式的应用。
b 2 4 ac ,则不等式的解
的各种情况如下表: ( 让学生独立完成课本第 86 页的表格 )
0
0
0
二次函数
y ax2 bx c y ax2 bx c y ax2 bx c
y ax2 bx c
( a 0 )的图象
一元二次方程
ax2 bx c 0 a 0 的根
ax 2 bx c 0 (a 0)的解集
第 14 课时:本章复习与小结
【三维目标】 :
一、知识与技能
1.会用不等式(组)表示不等关系;
2.熟悉不等式的性质,能应用不等式的性质求解“范围问题”
,会用作差法比较大小;
3.会解一元二次不等式,熟悉一元二次不等式、一元二次方程和二次函数的关系;
4.会作二元一次不等式(组)表示的平面区域,会解简单的线性规划问题;
如果 p 是定值 , 那么当 x y 时, s 的值最小; ○2 如果 s 是定值 , 那么当 x y 时, p 的值最大 .
注意: ①前提:“一正、二定、三相等” ,如果没有满足前提,则应根据题目创设情境;还要注意选择恰当的公式; ② “和定 积最大,积定 和最小”,可用来求最值; ③均值不等式具有放缩功能,如果有多处用到,请注意每处取等的条件是否一致。
.
思维拓展: 已知 1 a b 5 , 1 a b 3 ,求 3a 2b 的取值范围。
(教案)均值不等式

均值不等式及其应用【第1课时】【教学过程】一、新知初探1.算术平均值与几何平均值对于正数a ,b ,常把a +b2叫做a ,b 的算术平均值,把ab 叫做a ,b 的几何平均值. 2.均值不等式(1)当a >0,b >0a =b 时,等号成立; (2)均值不等式的常见变形 ①当a >0,b >0,则a +b ≥2ab ;②若a >0,b >0,则ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22. 二、初试身手1.不等式a 2+1≥2a 中等号成立的条件是( ) A .a =±1 B .a =1 C .a =-1 D .a =0答案:B解析:当a 2+1=2a ,即(a -1)2=0,即a =1时“=”成立. 2.已知a ,b ∈(0,1),且a ≠b ,下列各式中最大的是( ) A .a 2+b 2 B .2ab C .2ab D .a +b 答案:D解析:∵a ,b ∈(0,1),∴a 2<a ,b 2<b , ∴a 2+b 2<a +b ,又a 2+b 2>2ab (a ≠b ), ∴2ab <a 2+b 2<a +b .又∵a +b >2ab (a ≠b ),∴a +b 最大.3.已知ab =1,a >0,b >0,则a +b 的最小值为( ) A .1 B .2 C .4 D .8 答案:B解析:∵a >0,b >0,∴a +b ≥2ab =2,当且仅当a =b =1时取等号,故a +b 的最小值为2.4.当a ,b ∈R 时,下列不等关系成立的是________. ①a +b2≥ab ;②a -b ≥2ab ;③a 2+b 2≥2ab ;④a 2-b 2≥2ab . 答案:③解析:根据a 2+b 22≥ab ,a +b2≥ab 成立的条件判断,知①②④错,只有③正确. 三、合作探究类型1:对均值不等式的理解例1:给出下面三个推导过程:①∵a ,b 为正实数,∴b a +a b ≥2b a ·ab =2;②∵a ∈R ,a ≠0,∴4a +a ≥24a ·a =4;③∵x ,y ∈R ,xy <0,∴x y +y x =--x y +-yx ≤-2⎝ ⎛⎭⎪⎫-x y ⎝ ⎛⎭⎪⎫-y x =-2. 其中正确的推导为( ) A .①② B .①③ C .②③ D .①②③答案:B解析:①∵a ,b 为正实数,∴b a ,ab 为正实数,符合均值不等式的条件,故①的推导正确. ②∵a ∈R ,a ≠0,不符合均值不等式的条件, ∴4a +a ≥24a ·a =4是错误的.③由xy <0,得x y ,y x 均为负数,但在推导过程中将整体x y +y x 提出负号后,⎝ ⎛⎭⎪⎫-x y ,⎝ ⎛⎭⎪⎫-y x 均变为正数,符合均值不等式的条件,故③正确.规律方法1.均值不等式ab ≤a +b2 (a >0,b >0)反映了两个正数的和与积之间的关系. 2.对均值不等式的准确掌握要抓住以下两个方面: (1)定理成立的条件是a ,b 都是正数.(2)“当且仅当”的含义:当a =b 时,ab ≤a +b 2的等号成立,即a =b ⇒a +b2=ab ;仅当a =b 时,a +b 2≥ab 的等号成立,即a +b2=ab ⇒a =b .跟踪训练1.下列不等式的推导过程正确的是________.①若x >1,则x +1x ≥2x ·1x =2;②若x <0,则x +4x =-⎣⎢⎡⎦⎥⎤-x +⎝ ⎛⎭⎪⎫-4x ≤-2-x ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-4x =-4;③若a ,b ∈R ,则b a +a b ≥2b a ·ab =2. 答案:②解析:①中忽视了均值不等式等号成立的条件,当x =1x 时,即x =1时,x +1x ≥2等号成立,因为x >1,所以x +1x >2,③中忽视了利用均值不等式时每一项必须为正数这一条件.类型2:利用均值不等式比较大小例2:(1)已知a ,b ∈(0,+∞),则下列各式中不一定成立的是( )A .a +b ≥2abB .b a +ab ≥2C .a 2+b 2ab≥2ab D .2ab a +b ≥ab(2)已知a ,b ,c 是两两不等的实数,则p =a 2+b 2+c 2与q =ab +bc +ca 的大小关系是________.答案:(1)D(2)a 2+b 2+c 2>ab +bc +ac解析:(1)由a +b2≥ab 得a +b =2ab , ∴A 成立;∵b a +a b ≥2b a ·ab =2,∴B 成立;∵a 2+b 2ab ≥2ab ab =2ab ,∴C 成立;∵2ab a +b ≤2ab 2ab =ab ,∴D 不一定成立. (2)∵a ,b ,c 互不相等,∴a 2+b 2>2ab ,b 2+c 2>2bc ,a 2+c 2>2ac . ∴2(a 2+b 2+c 2)>2(ab +bc +ac ). 即a 2+b 2+c 2>ab +bc +ac . 规律方法1.在理解均值不等式时,要从形式到内含中理解,特别要关注条件.2.运用均值不等式比较大小时应注意成立的条件,即a +b ≥2ab 成立的条件是a >0,b >0,等号成立的条件是a =b ;a 2+b 2≥2ab 成立的条件是a ,b ∈R ,等号成立的条件是a =b .跟踪训练2.如果0<a <b <1,P =a +b 2,Q =ab ,M =a +b ,那么P ,Q ,M 的大小顺序是( ) A .P >Q >M B .M >P >Q C .Q >M >P D .M >Q >P答案:B解析:显然a +b 2>ab ,又因为a +b 2<a +b ⎝⎛⎭⎪⎫由a +b >a +b 24也就是a +b 4<1可得,所a +b >a +b2>ab .故M >P >Q .类型3:利用均值不等式证明不等式例3:已知a ,b ,c 是互不相等的正数,且a +b +c =1,求证:1a +1b +1c >9.思路点拨:看到1a +1b +1c >9,想到将“1”换成“a +b +c ”,裂项构造均值不等式的形式,用均值不等式证明.证明:∵a ,b ,c ∈R +,且a +b +c =1, ∴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+2b a ·a b +2c a ·a c +2c b ·bc=3+2+2+2 =9.当且仅当a =b =c 时取等号, ∴1a +1b +1c >9. 母题探究本例条件不变,求证:⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1>8.证明:∵a ,b ,c ∈R +,且a +b +c =1,∴1a -1=b +c a >0,1b -1=a +c b >0,1c -1=a +b c >0, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1 =b +c a ·a +c b ·a +b c ≥2bc ·2ac ·2ab abc =8,当且仅当a =b =c 时取等号, ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1b -1⎝ ⎛⎭⎪⎫1c -1>8. 规律方法1.条件不等式的证明,要将待证不等式与已知条件结合起来考虑,比如本题通过“1”的代换,将不等式的左边化成齐次式,一方面为使用均值不等式创造条件,另一方面可实现约分与不等式的右边建立联系.2.先局部运用均值不等式,再利用不等式的性质(注意限制条件),通过相加(乘)合成为待证的不等式,既是运用均值不等式时的一种重要技能,也是证明不等式时的一种常用方法.跟踪训练3.已知a ,b ,c ∈R ,求证:a 4+b 4+c 4≥a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2. 证明:由均值不等式可得 a 4+b 4=(a 2)2+(b 2)2≥2a 2b 2, 同理,b 4+c 4≥2b 2c 2, c 4+a 4≥2a 2c 2,∴(a 4+b 4)+(b 4+c 4)+(c 4+a 4)≥2a 2b 2+2b 2c 2+2a 2c 2, 从而a 4+b 4+c 4≥a 2b 2+b 2c 2+c 2a 2.4.已知a >1,b >0,1a +3b =1,求证:a +2b ≥26+7.证明:由1a +3b =1,得b =3aa -1(a >1),则a +2b =a +6aa -1=a +6a -1+6a -1=a +6a -1+6=(a -1)+6a -1+7≥26+7, 当且仅当a -1=6a -1时,即a =1+6时,取等号. 四、课堂小结1.应用均值不等式时要时刻注意其成立的条件,只有当a >0,b >0时,才会有ab ≤a +b 2.对于“当且仅当……时,‘=’成立…”这句话要从两个方面理解:一方面,当a =b 时,a +b2ab ;另一方面:当a +b2=ab 时,也有a =b .2.应用均值不等式证明不等式的关键在于进行“拼”“凑”“拆”“合”“放缩”等变形,构造出符合均值不等式的条件结构. 五、当堂达标1.思考辨析(1)对任意a ,b ∈R ,a 2+b 2≥2ab ,a +b ≥2ab 均成立.( )(2)若a ≠0,则a +1a ≥2a ·1a =2.( )(3)若a >0,b >0,则ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22.( ) 提示:(1)任意a ,b ∈R ,有a 2+b 2≥2ab 成立,当a ,b 都为正数时,不等式a +b ≥2ab 成立.(2)只有当a >0时,根据均值不等式,才有不等式a +1a ≥2a ·1a =2成立.(3)因为ab ≤a +b 2,所以ab ≤⎝⎛⎭⎪⎫a +b 22. 答案:(1)×(2)×(3)√2.设a >b >0,则下列不等式中一定成立的是( )A .a -b <0B .0<ab <1C .ab <a +b2 D .ab >a +b 答案:C解析:∵a >b >0,由均值不等式知ab <a +b2一定成立.3.不等式9x -2+(x -2)≥6(其中x >2)中等号成立的条件是( )A .x =3B .x =-3C .x =5D .x =-5答案:C解析:由均值不等式知等号成立的条件为9x -2=x -2,即x =5(x =-1舍去). 4.设a >0,b >0,证明:b 2a +a 2b ≥a +b . 证明:∵a >0,b >0, ∴b 2a +a ≥2b ,a 2b +b ≥2a , ∴b 2a +a 2b ≥a +b .【第2课时】【教学过程】一、新知初探已知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S 24. (2)若xy =p (积为定值),则当x =y 时,和x +y 取得最小值2p . 上述命题可归纳为口诀:积定和最小,和定积最大. 二、初试身手1.已知a >0,b >0,a +b =2,则y =1a +4b 的最小值是( )A .72B .4C .92D .5 答案:C解析:∵a +b =2,∴a +b2=1. ∴1a +4b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +4b ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2 =52+⎝ ⎛⎭⎪⎫2a b +b 2a ≥52+22a b ·b 2a =92 ⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当2a b =b 2a ,即b =2a 时,等号成立. 故y =1a +4b 的最小值为92.2.若x >0,则x +2x 的最小值是________. 答案:22解析:x +2x ≥2x ·2x =22,当且仅当x =2时,等号成立.3.设x ,y ∈N *满足x +y =20,则xy 的最大值为________. 答案:100解析:∵x ,y ∈N *, ∴20=x +y ≥2xy , ∴xy ≤100. 三、合作探究类型1:利用均值不等式求最值例1:(1)已知x <54,求y =4x -2+14x -5的最大值;(2)已知0<x <12,求y =12x (1-2x )的最大值.思路点拨:(1)看到求y =4x -2+14x -5的最值,想到如何才能出现乘积定值;(2)要求y =12x (1-2x )的最值,需要出现和为定值.解:(1)∵x <54,∴5-4x >0,∴y =4x -2+14x -5=-⎝ ⎛⎭⎪⎫5-4x +15-4x +3≤-2+3=1, 当且仅当5-4x =15-4x,即x =1时,上式等号成立,故当x =1时,y max =1.(2)∵0<x <12,∴1-2x >0,∴y =14×2x (1-2x )≤14×⎝⎛⎭⎪⎫2x +1-2x 22=14×14=116. ∴当且仅当2x =1-2x ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<x <12,即x =14时,y max =116. 规律方法利用均值不等式求最值的关键是获得满足均值不等式成立条件,即“一正、二定、三相等”.解题时应对照已知和欲求的式子运用适当的“拆项、添项、配凑、变形”等方法创设应用均值不等式的条件.具体可归纳为三句话:若不正,用其相反数,改变不等号方向;若不定,应凑出定和或定积;若不等,一般用后面第三章函数的基本性质的知识解决.跟踪训练1.(1)已知x >0,求函数y =x 2+5x +4x的最小值;(2)已知0<x <13,求函数y =x (1-3x )的最大值.解:(1)∵y =x 2+5x +4x =x +4x +5≥24+5=9,当且仅当x =4x ,即x =2时等号成立.故y =x 2+5x +4x(x >0)的最小值为9.(2)法一:∵0<x <13,∴1-3x >0.∴y =x (1-3x )=13·3x (1-3x )≤13⎣⎢⎡⎦⎥⎤3x +1-3x 22=112. 当且仅当3x =1-3x ,即x =16时,等号成立.∴当x =16时,函数取得最大值112.法二:∵0<x <13,∴13-x >0.∴y =x (1-3x )=3·x ⎝ ⎛⎭⎪⎫13-x ≤3·⎝⎛⎭⎪⎪⎫x +13-x 22 =112,当且仅当x =13-x ,即x =16时,等号成立.∴当x =16时,函数取得最大值112. 类型2:利用均值不等式求条件最值例2:已知x >0,y >0,且满足8x +1y =1.求x +2y 的最小值. 解:∵x >0,y >0,8x +1y =1,∴x +2y =⎝ ⎛⎭⎪⎫8x +1y (x +2y )=10+x y +16y x≥10+2x y ·16yx =18,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧8x +1y =1,x y =16y x,即⎩⎨⎧x =12,y =3时,等号成立,故当x =12,y =3时,(x +2y )min =18.母题探究 若把“8x +1y =1”改为“x +2y =1”,其他条件不变,求8x +1y 的最小值. 解:∵x ,y ∈R +, ∴8x +1y =(x +2y )⎝ ⎛⎭⎪⎫8x +1y=8+16y x +x y +2=10+16y x +xy ≥10+216=18.当且仅当16y x =xy 时取等号,结合x +2y =1,得x =23,y =16,∴当x =23,y =16时,8x +1y 取到最小值18. 规律方法1.本题给出的方法,用到了均值不等式,并且对式子进行了变形,配凑出满足均值不等式的条件,这是经常使用的方法,要学会观察、学会变形.2.常见的变形技巧有:(1)配凑系数;(2)变符号;(3)拆补项.常见形式有y =ax +bx 型和y =ax (b -ax )型.跟踪训练2.已知a >0,b >0,a +2b =1,求1a +1b 的最小值. 解:法一:1a +1b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ·1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b ·(a +2b ) =1+2b a +a b +2=3+2b a +ab ≥3+22b a ·a b=3+22,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧2b a =a b,a +2b =1,即⎩⎨⎧ a =2-1,b =1-22时等号成立. ∴1a +1b 的最小值为3+22. 法二:1a +1b =a +2b a +a +2b b =1+2b a +a b +2=3+2b a +a b ≥3+22,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ 2b a =a b,a +2b =1,即⎩⎨⎧ a =2-1,b =1-22时等号成立, ∴1a +1b 的最小值为3+22.类型3:利用均值不等式解决实际问题例3:如图,动物园要围成相同面积的长方形虎笼四间,一面可利用原有的墙,其他各面用钢筋网围成.现有36m 长的钢筋网材料,每间虎笼的长、宽分别设计为多少时,可使每间虎笼面积最大?解:设每间虎笼长x m ,宽y m ,则由条件知,4x +6y =36,即2x +3y =18.设每间虎笼面积为S ,则S =xy .法一:由于2x +3y ≥22x ·3y =26xy , 所以26xy ≤18,得xy ≤272,即S max =272,当且仅当2x =3y 时,等号成立.由⎩⎨⎧ 2x +3y =18,2x =3y ,解得⎩⎨⎧x =4.5,y =3. 故每间虎笼长为4.5m ,宽为3m 时,可使每间虎笼面积最大.法二:由2x +3y =18,得x =9-32y .∵x >0,∴0<y <6,S =xy =y ⎝ ⎛⎭⎪⎫9-32y =32y (6-y ). ∵0<y <6,∴6-y >0.∴S ≤32⎣⎢⎡⎦⎥⎤6-y +y 22=272. 当且仅当6-y =y ,即y =3时,等号成立,此时x =4.5.故每间虎笼长为4.5m ,宽为3m 时,可使每间虎笼面积最大.规律方法在应用均值不等式解决实际问题时,应注意如下思路和方法:(1)先理解题意,设出变量,一般把要求最值的量定为函数;(2)建立相应的函数关系,把实际问题抽象成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.跟踪训练3.某单位用2160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层,每层2000平方米的楼房.经测算,如果将楼房建为x (x ≥10)层,则每平方米的平均建筑费用为560+48x (单位:元).为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层?注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=购地总费用建筑总面积解:设将楼房建为x 层,则每平方米的平均购地费用为2 160×1042 000x =10 800x .∴每平方米的平均综合费用y =560+48x +10 800x =560+48⎝ ⎛⎭⎪⎫x +225x . 当x +225x 取最小值时,y 有最小值.∵x >0,∴x +225x ≥2x ·225x =30.当且仅当x =225x ,即x =15时,上式等号成立.∴当x =15时,y 有最小值2000元.因此该楼房建为15层时,每平方米的平均综合费用最少.四、课堂小结1.利用均值不等式求最值,要注意使用的条件“一正、二定、三相等”,三个条件缺一不可,解题时,有时为了达到使用均值不等式的三个条件,需要通过配凑、裂项、转化、分离常数等变形手段,创设一个适合应用均值不等式的情境.2.不等式的应用题大都与函数相关联,在求最值时,均值不等式是经常使用的工具,但若对自变量有限制,一定要注意等号能否取到.五、当堂达标1.思考辨析(1)两个正数的积为定值,一定存在两数相等时,它们的和有最小值.( )(2)若a >0,b >0且a +b =4,则ab ≤4.( )(3)当x >1时,函数y =x +1x -1≥2x x -1,所以函数y 的最小值是2x x -1.( ) 提示:(1)由a +b ≥2ab 可知正确.(2)由ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=4可知正确.(3)xx -1不是常数,故错误.答案:(1)√(2)√(3)×2.若实数a ,b 满足a +b =2,则ab 的最大值为() A .1B .22C .2D .4答案:A解析:由均值不等式得,ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=1. 3.已知0<x <1,则x (3-3x )取最大值时x 的值为() A .12 B .34C .23D .25答案:A解析:∵0<x <1,∴1-x >0,则x (3-3x )=3[x (1-x )]≤3×⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1-x 22=34,当且仅当x =1-x ,即x =12时取等号. 4.已知x >0,求y =2xx 2+1的最大值.解:y =2x x 2+1=2x +1x.∵x >0,∴x +1x ≥2x ·1x =2,∴y ≤22=1,当且仅当x =1x ,即x =1时等号成立.。
3.4.基本不等式的应用-苏教版必修5教案

3.4.基本不等式的应用-苏教版必修5教案一、知识概述本节课我们将介绍基本不等式的应用。
我们已经学会了基本不等式,现在要对其进行应用,掌握如何解决部分实际问题。
二、授课内容1.基本不等式的应用2.最值问题3.差值问题4.实例讲解三、教学重点1.理解基本不等式的应用2.掌握最值问题的解法3.掌握差值问题的解法四、教学难点1.如何将问题转化为基本不等式的形式2.如何通过基本不等式求解最值问题和差值问题五、教学方法1.讲解法2.互动式教学法3.例题分析法六、教学思路1.介绍基本不等式的应用,以最值问题和差值问题为例,引导学生思考如何将问题转化为基本不等式的形式。
2.通过讲解和例题分析,掌握如何通过基本不等式求解最值问题和差值问题。
3.培养学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
七、教学建议1.强调基本不等式的重要性和应用价值。
2.通过实例讲解,让学生深刻理解基本不等式的应用。
3.常结合实际问题展开讨论,培养学生的解决问题的能力。
八、课堂互动1.让学生分组,互相讨论如何将一个实际问题转换为基本不等式的形式,并进行讨论和探究。
2.以小组为单位比赛,让学生利用基本不等式解决提供的实际问题,增强学生解决问题的能力。
3.提供实例,让学生找出其中的最值或差值,从而演示如何通过基本不等式来解决问题,鼓励学生积极参与并展开讨论。
九、教学评估1.通过布置作业考察学生对基本不等式应用的掌握程度。
2.让学生在课后提交解决实际问题的思路和解题过程分析,从而检验学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力。
十、教学反思基本不等式的应用是重难点之一,需要学生对基本不等式的运用更加熟练,需要通过教师的引导和不断探究学生逐步掌握和理解。
在教学过程中,通过各种方式创设良好的课堂氛围,注重学生与教师的互动,以实际问题为切入点,帮助学生建立基本不等式应用的思维模型。
同时对学生进行个别化指导,全方位提高学生的学习积极性和学习能力,使教学效果更加显著。
02 教学设计_ 均值不等式及其应用(第1课时)1

证明:因为ab > 0,所以 , .根据均值不等式,得
,即 。
当且仅当 ,即a2= b2时,等号成立.因为ab >0,所以等号成立的条件是a = b。
【设计意图】让学生习得均值不等式在证明题中的应用。
三、归纳总结:
1.算术平均值和几何平均值
2.均值不等式(又称基本不等式)以及均值不等式的几何意义
3.用均值不等式解题的格式要求
四、课后作业
1.完成教材P76上“探索与研究”,每位同学将总结出来的规律整理好,下节课交流。
2.教材P76,练习A 1、2;练习B 2、3。
【设计意图】
学好本节内容的预备知识。
(二)学生活动1:
完成教材P72“尝试与发现” ,解决下列问题:
1.算术平均数的几何意义?几何平均值的几何意义?
2.它们的大小关系如何呢?
【设计意图】
从具体事例理解和掌握算术平均值和几何平均值的几何意义以及大小关系。
(三)均值不等式:
1.语言表述:两个正数的算术平均值大于或等于它们的几何平均值。
所有周长一定的矩形中,正方形的面积最大。
3.【拓展】:请回答教材P73页的“想一想”。
【设计意图】
让学生从多角度来理解和掌握均值不等式。
(五)学生活动2:
师生一起研究教材P73 —“探索与研究”中的问题,可以和你的同桌交流,给出相应的结论。
【设计意图】
让学生看到均值不等式的“美”,感受到数学的几何之美。
2.数学表达:如果a,b都是正数,那么 ,当且仅当a = b时,等号成立。
证明:教材P73页。
式
1.基本不等式中的 还可以是零,其实质是:两个正实数的算术平均值不小于它们的几何平均值。
《均值不等式》复习课的教学设计
《均值不等式》复习课的教学设计课题:《均值不等式》复习课的教学设计一、教学背景分析1.教学内容解析《均值不等式》是必修5人教版第三章《不等式》的第2节的内容.本节的《新课标》要求是:探索并了解均值不等式的证明过程;会用均值不等式解决简单的最大(小)问题.从历年的高考来看,均值不等式是重点考查的内容之一,它的应用范围几乎涉及高中数学的所有章节,且常考常新,大多是大小判断、求最值、求取值范围等.几乎所有地区的高考题都能看到它的踪影.2.学生学情分析(1)由于这是一节复习课,学生以前对不等式有一定的基础,在探索学习和应用的过程中,会解决简单的关于不等式问题。
(2)现在所教的班级是一个普通班,学生们的逻辑思维一般。
部分学生对学习还有愿望,希望自己有探索、发现问题和解决问题的能力,增强数学应用意识。
但还有一部分学生接受新知识能力较差,因此,在学习的过程应有一定的难度,教学中必须注意这一点。
【学法指导】在探究活动中,课堂教学以学生为主体,基本不等式为主线,在学生原有的认知基本上,学生亲历均值定理解决简单的最大(小)问题的发展及再创造的过程,培养学生积极参与的主体的意识,体验探索的乐趣,培养学习数学的兴趣。
通过独立思考和合作交流,发展思维,养成良好思维习惯,提升自主学习能力.培养学生运用数学结合的思想直观地解决数学问题。
Ⅲ.教学目标设置【教学目标】1.知识与技能通过本节探究,使学生学会熟练运用均值不等式,会用均值不等式求某些函数的最值问题.2.过程与方法通过对均值不等式的应用的研究,创设应用均值不等式的条件,合理的“拆、拼、凑”“巧用1”是解题的常用技巧,提高学生运算能力和逻辑推理能力.3.情感、态度与价值观通过本节学习,感受数学的整体性、使用性,进一步理解数学的本质,帮助学生养成良好的学习习惯,形成积极探索的态度,逐步养成严谨的科学态度及良好的思维习惯.【教学重点】:熟练运用均值不等式,会用均值不等式求某些函数的最值问题.【教学难点】:灵活应用均值不等式。
苏教版高中数学必修五基本不等式的应用学案
2012高一数学 3.4.2基本不等式的应用学案学习目标:1. 能利用基本不等式解决最值问题;2. 会利用基本不等式解决与三角有关问题.学习过程:一、问题情景1. 函数2282y x x =+的最小值是什么?取得最小值时x 的值是什么?2.若,x y 都是正实数,且41x y +=,则xy 的最大值是什么?总结应用基本不等式2a b +≥求最值时需要注意的问题. (1)(2) ;(3)四、数学运用1.例题.例1 已知0x >,求函数21161x y x x x =+++的最小值.例2 已知0,0a b >>,且1a b +=,求11(1)(1)a b++的最小值.例3 在ABC ∆中,角A B C ,,所对的边是,,,a b c 且22212,2b a c b ac =+-=. 求ABC ∆面积的最大值.2.练习(1)已知lg lg 1,x y +=求52x y+的最小值;(21的直角三角形的面积的最大值;(3)在ABC ∆中,角A B C ,,所对的边是,,,a b c 且1cos ,3A a ==,求ABC ∆面积的最大值.五、要点归纳与方法小结课后作业:1.若x>0,y>0且281x y+=,则xy 的最小值是 ;2.若x 、y R +∈且x+3y=1,则Z =的最大值 ; 3.若实数a 、b 满足a+b=2,则3a +3b 的最小值是4.x>1,y>1且lgx+lgy=4则lgxlgy 最大值为 ;5.点(x ,y )在直线x+3y-2=0上,则3273x y ++最小值为 ;6.若数列{n a }的通项公式是281n n a n =+则数列{n a }中最大项 ; 7.设a ,b R +∈,a+2b=3 ,则11a b+最小值是 ; 8.当x>1时,则y=x+21161x x x ++的最小值是 ; 9.已知不等式(x+y )1()9a x y+≥对任意正实数x ,y 恒成立,则正实数a 的最小值为 10.某公司一年购买某种货物400吨,每次都购买x 吨,运费为4万元/次,一年的总存储费用为4x 万元,要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x= 吨.二、解答题:11.在△ABC 中,已知A=600,a=4,求△ABC 的面积的最大值.12.已知x >y >0,求24()x y x y +-的最小值及取最小值时的x 、y 的值。
高中数学必修五《均值不等式》教案
基本不等式第二课时(1)教学目标(a )知识与技能:能够运用基本不等式解决生活中的应用问题(b )过程与方法:本节课是基本不等式应用举例的延伸。
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。
3道例题的安排从易到难、从简单到复杂,适应学生的认知水平。
教师要根据课堂情况及时提出针对性问题,同时通过学生的解题过程进一步发现学生的思维漏洞,纠正数学表达中的错误(c )情感与价值:进一步培养学生学习数学、应用数学的意识以及思维的创新性和深刻性(2)教学重点、教学难点教学重点:正确运用基本不等式教学难点:注意运用不等式求最大(小)值的条件(3)学法与教学用具列出函数关系式是解应用题的关键,也是本节要体现的技能之一。
对例题的处理可让学生思考,然后师生共同对解题思路进行概括总结,使学生更深刻地领会和掌握解应用题的方法和步骤。
直尺和投影仪(4)教学设想1、设置情境提问:前一节课我们已经学习了基本不等式,我们常把2a b 叫做正数a b 、的算术平均数,把ab 叫做正数a b 、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。
2、新课讲授例1、(1)用篱笆围一个面积为1002m 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36m 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:(1)设矩形菜园的长为x m,宽为y m,则100,xy篱笆的长为2(x y)m由2x yxy ,可得2100xy2(xy )40等号当且仅当10xy xy时成立,此时,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x m,宽为y m,则2(xy)=36,x y=18,矩形菜园的面积为xy2m,由189,22x y xy 可得81xy ,可得等号当且仅当9xy xy时成立,此时因此,这个矩形的长、宽都为9 m 时,菜园的面积最大,最大面积为812m 例2、某工厂要建造一个长方形无盖贮水池,其容积为48003,m深为3 m 。
苏教版高中数学必修五课件3.4.1均值不等式的证明
例2. 1)已知:a,b,c均为正数,求证:
bca cab abc 3
证明:
b
ac
a
c
a
bb
a
b
c
b
c
c
c
a
a
b
3
a
b
c
aabbcc
(b a)(c a)(c b)3 ab ac bc
b a 2, c a 2, c b 2 ab ac bc
2
的两条线段,然后比较这两条线段的长。 具体作图如下:
(1)作线段AB=a+b,使AD=a,DB=b,
(2)以AB为直径作半圆O; (3)过D点作CD⊥AB于D,交半圆于点C
(4)连接AC,BC,CA,则 OC a b
2
CD ab
当a≠b时,OC>CD,即 a b ab
2
当a=b时,OC=CD,即
3、若a, b, c 0,且a b c 1,
则 1 1 的最小值为 ab c
4
。
4、已知a2 b2 1, x2 y2 2, 求ax by的取值范围是 [ 2, 2]。
5、若x, y, m, n满足m2 n2 a, x2 y2 b, a b,则mx ny的最大值 。
C
a b ab 2
a +b 2a b
A a O D b B
例1.已知ab>0,求证: b a ≥ 2 ,并 ab
推导出式中等号成立的条件。
证明:因为ab>0,所以 b 0, a 0,根据均
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高三复习教案
课题:均值不等式的应用(1课时)
考试要求:
掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单应用.
教学目标:
1.使学生进一步掌握算术平均数与几何平均数的相关知识,能利用均值定理解决相关问题;
2.通过对均值不等式的应用的研究,渗透“转化”的数学思想,提高学生运算能力和逻辑推理能力.
3.在学习和解决问题的过程中,帮助学生养成良好的学习习惯,形成积极探索的态度,培养学生严谨的科学态度及良好的思维习惯,形成积极探索的研究态度.
教学重点和难点:
均值定理使用的条件既是教学重点又是教学的难点.
教学手段:计算机辅助教学
教学方法;启发式,谈话式
教学过程:
一、复习引入::
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”
师: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
实际问题方面有着广泛的应用.
师: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、解决实际应用问题方面有着广泛的应用,下面举例说明:
二、应用举例:
1、均值定理在求最值问题中的应用:
例1、若实数满足2=+b a ,则b a 33+的最小值是 .
分析:“和”到“积”是一个缩小的过程,而且b a 33⋅定值,因此考虑利用均值定理求最小值,
解: b a 33和都是正数,b a 33+≥632332==⋅+b a b a
当且仅当b a 33=时等号成立,由2=+b a 及b a 33=得1==b a
即当1==b a 时,b a 33+的最小值是6.
例2.若y x ,是正数,则2
22121⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+x y y x 的最小值是( ) A .3
B .27
C .4
D .29 解:222121⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+x y y x =22224141x x y y y y x x +++++ =⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛+22224141y y x y y x x x ≥1+2+1=4 当且仅当⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧===1441222y y x x x ,即22==y x 时等号成立 故选C 。
例3.设2
30<<x ,求函数)23(4x x y -=的最大值。
解:∵2
30<<x ∴023>-x
2922322)23(22)23(42
=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+≤-⋅=-=x x x x x x y
当且仅当,232x x -=即⎪⎭
⎫ ⎝⎛∈=23,043x 时等号成立。
二.均值定理在比较大小中的应用:
例4.若)2
lg(),lg (lg 21,lg lg ,1b a R b a Q b a P b a +=+=⋅=>>,则R Q P ,,的大小关系是 .
分析:∵1>>b a
∴0lg ,0lg >>b a
2
1=
Q (p b a b a =⋅>+lg lg )lg lg Q ab ab b a R ==>+=lg 2
1lg )2lg( ∴R>Q>P 。
2、求最值:
三.均值定理在求变量取值范围中的应用: 例5.若正数b a ,满足3++=b a ab ,则ab 的取值范围是 . 分析: 因为b a ,是正数
3++=b a ab 333ab ≥
∴ab b a 8133≥
∵0>ab ∴9≥ab
当且仅当3==b a 即时等号成立。
故ab 的取值范围是[9,+∞)。
点评:①本题考查不等式ab b a ≥+2
)(+∈R b a ,的应用、不等式的解法及运算能力;②如何由已知不等式3++=b a ab )
(+∈R b a ,出发求得ab 的范围,关键是寻找到ab b a 与+之间的关系,由此想到不等式
ab b a ≥+2
)(+∈R b a ,,这样将已知条件转换为含ab 的不等式,进而解得ab 的范围.
三、课堂小结:
1、二元均值不等式具有将“和式”转化为“积式”,和将“积式”转化为“和式”的“放缩功能”.
2、创设应用均值不等式的条件,合理拆分项或配凑因式是常用的解题技巧,而拆与凑的成因在于使等号成立.
3、注意均值定理成立的条件:“一正,二定,三取等”.
设计说明:
本节课是高考一轮复习中的一节课《均值不等式的应用》,下面从五个方面进行设计说明:
一. 关于本课时教学内容的地位与作用
两个正数的算术平均数与几何平均数的定理(简称不等式的平均值定理)及重要不等式ab b a 222≥+是证明不等式、求某些函数的最大值、最小值的理论依据,它们在解决数学问题和实际问题中应用广泛。
二.关于本课时教学目标的制定:
鉴于本课时知识的特点和作用,我从以下三个方面制定了教学目标:
1.为使学生能准确掌握均值定理的内容及不等式成立的条件,并能利用均值定理解决求最值、比较大小、求变量的取值范围等问题,制定了教学目标1;
2.数学教育的基本目标之一就是要提高学生的数学思维能力,学生在学习数学和运用数学解决问题时,不断地经历观察发现、符号表示、运算求解、演绎证明等思维过程,这些过程对于提高学生的一般科学素养,形成和发展他们的数学品质,必将起着十分重要的作用,因而制定了教学目标2;
3.为使学生养成求实、说理、批判、质疑等理性思维的习惯,在教学过程中,帮助学生养成良好的学习习惯,形成积极探索的态度,勤奋好学、勇于克服困难和不断进取的学风,制定教学目标3。
三.关于教学重点和难点说明:
应用两个正数的算术平均数与几何平均数的定理求最大、最小值是教学重点;数学知识的灵活运用是本节的教学难点。
“将典型问题分类”的教学结构的设计、“教师适时引导和学生自主探究相结合”的教学方式以及多媒体课件的合理使用的选择,保证了重点内容的突出。
“对知识进行适当的铺垫,由简单到复杂”的教学过程的设计、教学方式的选择使得难点得以突破。
四. 关于教学方式及教学手段的选择:
按照新课程标准的要求,教师要努力为学生形成积极主动的、多样的学习方式创造有利的条件,以激发学生的数学学习兴趣,鼓励学生在学习过程中,养成独立思考、积极探索的习惯。
据此制定了以创设问题情景为平台,学生思维训练为主线,师生、生生互动为形式的启发探索的教学方式。
在整个教学过程中,教师的身份始终是启发者、鼓励者和指导者。
即要有对正确认识的赞赏,又要有对错误见解的包容及对学生的鼓励,教师在教学过程中要对学生的见解延迟判断,甚至完全交给学生评判。
力求通过学生的自主学习、探究活动,体验数学发现和创造的历程,发展他们的创新意识。
本节课采用“传统板书与Powerpoint 演示相结合”的教学手段。
教学中合理使用计算机辅助教学:利用PowerPoint 制作幻灯片,增大课堂容量,提高课堂效率;分析与解析过程教师用粉笔板书,符合学生的认知规律 ,体现学生的整个思维过程,有利于知识的掌握与思维能力的提高。
五. 关于教学过程的设计
为了达到上述教学目标,强化重点内容并突破教学中的难点,在课堂教学过程中,我首先引导学生复习两个正数的算术平均数与几何平均数的定理及其变形形式,强调定理的条件和利用定理求最值时应注意的问题,然后按照均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围三方面的应用举例说明。
在解决问题的过程当中,我让学生自主探求,互相交流,充分调动学生的积极性,同时教师参与讨论,并适当加以引导,帮助学生激活先前知识或经验,探寻问题的解决办法,让学生在自主学习、探究学习和互助交流的过程中获得知识,培养能力。
最后,我让学生自主小结本节课的知我让学生通过自主研究,互相交流,教师参与讨论,并适当加以引导,帮助学生激活先前知识或经验,探寻问题本质。
最后,我引导学生自主小结本节课的知识内容,这样设计小结使学生通过反思,深化知识理解,领悟思想方法,完善认知结构。
教学反思:
本节《均值不等式的应用》课是高考一轮复习课,通过教学大多数学生熟练掌握两个正数的算术平均数与几何平均数的定理,能够利用定理解决求最值、比较大小、求取值范围等相关问题。
在本节课的教学过程中,我感到比较成功之处有两个:
1.在课堂上,每一个学生都是课堂的主人,课程的推进以学生的自我探究为主,教师密切关注学生的思维动向,适时伸出援手,进行指导和帮助,这样自然而然地使教学内容深入下去、进行下去。
通过师生的共同探讨,得到相应的结论,这些结论是一种过程体验的成果,是师生共同努力与探究的结果,是师生情感共历的结晶。
2.我相信大多数学生都蕴藏着巨大的数学学习的热情和积极性(因为数学本身具有结着无穷的魅力),在课堂上,我努力创设师生互动、生生互动的课堂氛围,让学生爱上数学课,爱学数学。
我甘心做好教学活动中的引导者,给学生留出发展的空间、自主的天地,我想这样定能激发出学生身上的巨大潜能。
上完这节课,通过反思感到有两点不足:
1.学生知识水平差异较大,有个别学生学习有有困难,在课堂学习过程中,应努力为这样的学生创造学习的机会,想方设法使他们树立学习的信心;
2.因为不等式这部分知识比较枯燥,教师才应更有激情,以调动学生的积极性,我想这一点我还需要加强。