《-基本不等式的证明》教学设计
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基本不等式教学设计(多篇)第1篇:基本不等式教学设计基本不等式一、教学设计理念:注重学生自主、合作、探究学习,用新课程理念打造新的教学模式.二、教学设计思路: 1.教学目标确定这节课的目标定位分为三个层面:第一层面:知识与技能层面,①了解两个正数的算术平均数和几何平均数的概念;②要创设几何和代数两个方面的背景,从数形结合的高度让学生了解基本不等式;③引导学生从不同角度去证明基本不等式;④用基本不等式来证明一些简单不等式.第二层面:过程与方法,通过掌握公式的结构特点,适当运用公式的变形,能够提高学生分析问题和解决问题的能力,加强学生的实践能力,渗透数学的思想方法.第三层面:情感、态度与价值观,①通过具体问题的解决,让学生去感受日常生活中存在大量的不等关系,鼓励学生用数学观点进行归纳,抽象,使学生感受到数学美,走进数学,培养学生严谨的数学学习习惯和良好的思维方式;②通过问题的解决,激发学生探究精神和科学态度,同时去感受数学的运用性,体会数学的奥妙,数学的简洁美,激发学生学习数学的兴趣.2.教学过程本节课我设计了五个环节:第一个环节:创设情境,引入新课.我设计了两个情境:一个是天平测量的问题,另一个是让学生动手操作折纸试验,从不同的角度体验和理解基本不等式,让学生能够体会数学与生活紧密联系,激发学生学习兴趣,为后面学习作铺垫.第二个环节:探究交流,发现规律.我在问题的情境中,让学生带着不同的数据去比较几何平均数和算术平均数的大小,并通过小组折纸试验,通过这样合作交流的方式让学生初步感受到几何平均数和算术平均数之间的大小关系.第三个环节:启发引导、形成结论.本节课的重要任务就是对基本不等式进行严格的证明,包括了比较法,综合法和分析法,而学生对作差比较法是比较熟悉的,综合法和分析法的过程要加强引导,并组织学生去探究这两种方法之间的关系,并规范证明过程,为今后学习证明方法打下基础.第四个环节:训练小结,巩固深化.学习基本不等式最终的目的体现在它的运用上,首先在例题选择上,注重让学生充分认识和间的关系,给出一般的结论,在练习中我选择了题组形式,目的是与让学生强化对基本不等式成立条件包括等号成立的条件.第五个环节:研究拓展,提高能力.我设计了一道关于例题的变式题,目的是让学生感受到,通过适当的变形将其化为例题中出现的形式,体现化归的思想,最后设计三道思考题,两道进一步巩固化归思想及应用基本不等式的条件,一道需要分类讨论,让学有余力的学生提供更好展示自己能力的机会,得到进一步提高.最后我通过问题式的小结,让学生自行归纳我们这节课当中学到的知识,特别是最后一问中,让学生去总结在使用基本不等式的时候要注意哪些条件.虽然我没有点出“一正二定三相等”这样的结论,但已潜移默化为我们下一节课使用基本不等式求最值问题作了铺垫,起到承前启后的作用.三、本节课重点重点:应用数形结合的思想和日常生活中例子理解基本不等式,并从不同的角度探索不等式的证明过程.难点:灵活使用化归思想把问题转化为运用基本不等式,以及基本不等式成立条件中包括等号成立的条件.在这一节中的主要任务就是让学生从不同的角度去探索基本不等式的证明过程,包括它的成立条件,在这一节课中我的总体想法是通过互动,发现规律,直接猜想,指定验证,得出结论,最后灵活运用这个结论来解决问题.四、本节课亮点:1.积极引导学生自主探究问题,解决问题.2.灵活运用转化与化归的思想.3.实现课堂三大转变:①变教学生学会知识为指导学生会学知识;②变重视结论的记忆为重视学生获取结论的体验和感悟;③变模仿式学习为探究式学习.4.课堂小结采取问题式小结给学生留下满口香.导入新课探究:上图是在北京召开的第24届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像一个风车,代表中国人民热情好客,你能在这个图中找出一些相等关系或不等关系吗??(教师用投影仪给出第24届国际数学家大会的会标,并介绍此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像一个风车,代表中国人民热情好客.通过直观情景导入有利于吸引学生的注意力,激发学生的学习热情,并增强学生的爱国主义热情)?? 推进新课师同学们能在这个图中找出一些相等关系或不等关系吗?如何找??【三维目标】:一、知识与技能1.能够运用基本不等式解决生活中的应用问题2.进一步掌握用基本不等式求函数的最值问题;3.审清题意,综合运用函数关系、不等式知识解决一些实际问题.4.能综合运用函数关系,不等式知识解决一些实际问题.二、过程与方法本节课是基本不等式应用举例的延伸。
第10课时:基本不等式(1)一、学习目标1.探索并了解基本不等式的证明过程。
2.体会证明不等式的基本思想方法。
3. 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二、学法指导1.理解基本不等式的三种证明方法并总结各种证法的思路与步骤。
2.注意基本不等式成立的条件以及等号成立的条件。
三、课堂探究:1、问题情境:某金店有一不准确的天平(臂长不等),你要买一串金项链,店主分别把项链放于左右两盘各称一次,分别称得a 和b ,那么项链的实际质量是多少呢?2、学生活动:3、猜想结论:四、建构数学1、如何证明基本不等式,每种方法的思路和步骤是什么?2、通过严格证明,得出下列结论:定理:3、观察下图,尝试给出上述基本不等式的几何意义是什么?4、这个基本不等式可否推广到“1,)n n n N >∈个(非负数”的情形呢四、数学应用1、例题例1.(1) 设0a >,证明:12a a +≥变式1:求函数1y x x =+的值域。
点评:通过这一题你有什么感想呢?(2)设,a b 为正数,证明2b a a b +≥。
变式1:设,a b为正数,求证a b +≥ 点评:变式2:11,,1,4a b R a b a b∈+=+≥设且求证问题:你还能变出题来吗?例2、比较大小(lg lg )1,,lg 22a b a b a b P Q R ++>>===若,则,,P Q R 的大小关系为 。
2、练习(1)、有下列关于不等式的证明:4(1),,2;(2)0,4;(3)2;(4),0,()())() 2.b a a b R x x x a b x xa b R ab ab a bb a ba a ∈+≥=<+≤=≥=∈<⎡⎤+=--+-≤--=-⎢⎥⎣⎦若则若则1若x>0,则cosx+cosx 若且则cosx cosx 其中证明过程正确的序号是 .(2)、,(0,),a b ∈+∞若试比较大小2,2a b ab a b++,则 .(3)、已知,,a b c 均为正数,且1111,9a b c a b c ++=++≥求证:(4)、 若正数a,b 满足ab=a+b+3,则ab 的取值范围是 ,a b +的取值范围是五、回顾小结学生回顾小结本节课所学内容及主要收获,教师总结。
基本不等式课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握基本不等式的概念、性质和应用,能够运用基本不等式解决一些简单的问题。
具体目标如下:1.了解基本不等式的定义和性质。
2.掌握基本不等式的证明方法。
3.理解基本不等式在实际问题中的应用。
4.能够运用基本不等式解决一些简单的问题。
5.能够运用基本不等式进行不等式的证明。
情感态度价值观目标:1.培养学生的逻辑思维能力。
2.培养学生的数学美感。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括基本不等式的定义、性质和应用。
具体内容如下:1.基本不等式的定义:介绍基本不等式的定义,解释其含义和作用。
2.基本不等式的性质:讲解基本不等式的性质,包括对称性、单调性等。
3.基本不等式的应用:介绍基本不等式在实际问题中的应用,如求最值、证明不等式等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本节课将采用多种教学方法:1.讲授法:教师通过讲解基本不等式的定义、性质和应用,引导学生理解并掌握知识。
2.讨论法:教师学生进行小组讨论,让学生通过互动交流,加深对基本不等式的理解。
3.案例分析法:教师通过举例子,让学生运用基本不等式解决实际问题,巩固知识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:为学生提供《数学课本》等相关教材,作为学习的基本依据。
2.参考书:提供一些数学参考书,供学生课后拓展学习。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,帮助学生直观理解基本不等式的性质和应用。
4.实验设备:准备一些实验设备,如白板、黑板等,方便教师进行演示和讲解。
五、教学评估为了全面、客观、公正地评估学生的学习成果,本节课的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答、小组讨论等表现,评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业:布置与本节课内容相关的作业,评估学生对基本不等式的掌握情况和应用能力。
3.考试:安排一次考试,测试学生对基本不等式的概念、性质和应用的掌握程度。
第4篇教学设计一、素质教育目标(一)知识教学点1.使学生理解掌握不等式的三条基本性质,尤其是不等式的基本性质3.2.灵活运用不等式的基本性质进行不等式形.(二)能力训练点培养学生运用类比方法观察、分析、解决问题的能力及归纳总结概括的能力.(三)德育渗透点培养学生积极主动的参与意识和勇敢尝试、探索的精神.(四)美育渗透点通过不等式基本性质的学习,渗透不等式所具有的内在同解变形的数学美,激发学生探究数学美的兴趣与激情,从而陶治学生的数学情操,数学教案-不等式和它的基本性质教学设计方案(二)。
二、学法引导1.教学方法:观察法、探究法、尝试指导法、讨论法.2.学生学法:通过观察、分析、讨论,引导学生归纳小结出不等式的三条基本性质,从具体下升到理论,再由理论指导具体的练习,从而强化学生对知识的理解与掌握.三、重点·难点·疑点及解决办法(一)重点掌握不等式的三条基本性质,尤其是不等式的基本性质3.(二)难点正确应用不等式的三条基本性质进行不等式变形.(三)疑点弄不清“不等号方向不变”与“所得结果仍是不等式”之间的关系是学生学习的疑点.(四)解决办法讲清“不等式的基本性质”与“等式的基本性质”之间的区别与联系是教好本节内容的关键.四、课时安排一课时五、教具学具准备投影仪或电脑、自制胶片.六、师生互动活动设计1.通过设计的一组比较大小问题,让学生观察并归纳出不等式的三条基本性质.2.通过教师的讲解及学生的质疑,让学生在与等式性质的对比中更加深入、准确地理解不等式的三条基本性质.3.通过教师的板书及学生的互动练习,体现出以学生为主体,教师为主导的教学模式能更好地对学生实施素质教育.七、教学步骤(一)明确目标本节课主要学习不等式的三条基本性质并能熟练地加以应用.(二)整体感知通过具体的事例观察并归纳出不等式的三条基本性质,再反复比较三条性质的异同,从而寻找出在实际应用某条性质时应注意的使用条件,同时注意将不等式的三条基本性质与等式的基本性质1、2进行比较:相同点为不管是对等式还是不等式,都可以在它的两边同加(或减)同一个数或同一个整式.不同点是对于等式来说,在等式的两边乘以(或除以)同一个正数(或同一个负数)的情况下等式仍然对立.但对于不等式来说,却不一样,在用同一个正数去乘(或除)不等式两边时,不等号方向不变;而在用同一个负数去乘(或除)不等式两边时,不等号要改变方向.这是在不等式变形时应特别注意的地方.(三)教学过程1.创设情境,复习引入什么是等式?等式的基本性质是什么?学生活动:独立思考,指名回答.教师活动:注意强调等式两边都乘以或除以(除数不为0)同一个数,所得结果仍是等式.请同学们继续观察习题:(1)用“>”或“<”填空.①7+3____4+3 ②7+(-3)____4+(-3)③7×3____4×3 ④7×(-3)____4×(-3)(2)上述不等式中哪题的不等号与7>4一致?学生活动:观察思考,两个(或几个)学生回答问题,由其他学生判断正误.【教法说明】设置上述习题是为了温故而知新,为学习本节内容提供必要的知识准备.不等式有哪些基本性质呢?研究时要与等式的性质进行对比,大家知道,等式两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,所得结果仍是等式(实质是移项法则),请同学们观察①②题,并猜想出不等式的性质.学生活动:观察思考,猜想出不等式的性质.教师活动:及时纠正学生叙述中出现的问题,特别强调指出:“仍是不等式”包括两种情况,说法不确切,一定要改为“不等号的方向不变或者不等号的方向改变.”师生活动:师生共同叙述不等式的性质,同时教师板书.不等式基本性质1 不等式两边都加上(或减去)同一个数或同一个整式,不等号的方向不变.对比等式两边都乘(或除以)同一个数的性质(强调所乘的数可正、可负、也可为0)请大家思考,不等式类似的性质会怎样?学生活动:观察③④题,并将题中的3换成5,-3换成一5,按题的要求再做一遍,并猜想讨论出结论.【教法说明】观察时,引导学生注意不等号的.方向,用彩色粉笔标出来,并设疑“原因何在?”两边都乘(或除以)同一个负数呢?0呢?为什么?师生活动:由学生概括总结不等式的其他性质,同时教师板书.不等式基本性质2 不等式两边都乘(或除以)同一个正数,不等号的方向不变.不等式基本性质3 不等式两边都乘(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.师生活动:将不等式-2<6两边都加上7,-9,两边都乘3,-3试一试,进一步验证上面得出的三条结论.学生活动:看课本第57~58页有关不等式性质的叙述,理解字句并默记.强调:要特别注意不等式基本性质3.实质:不等式的三条基本性质实质上是对不等式两边进行“+”、“-”、“×”、“÷”四则运算,当进行“+”、“-”法时,不等号方向不变;当乘(或除以)同一个正数时,不等号方向不变;只有当乘(或除以)同一个负数时,不等号的方向才改变.不等式的基本性质与等式的基本性质有哪些区别、联系?学生活动:思考、同桌讨论.归纳:只有乘(或除以)负数时不同,此外都类似.下面尝试用数学式子表示不等式的三条基本性质.①若,则,;②若,且,则,;③若,且,则,.师生活动:学生思考出答案,教师订正,并强调不等式性质3的应用.注意:不等式除了上述性质外,还有以下性质:①若,则.②若,且,则,这些先不要向学生说明.2.尝试反馈,巩固知识请学生先根据自己的理解,解答下面习题.例1 根据不等式的基本性质,把下列不等式化成或的形式.(1)(2)(3)(4)学生活动:学生独立思考完成,然后一个(或几个)学生回答结果.教师板书(1)(2)题解题过程.(3)(4)题由学生在练习本上完成,指定两个学生板演,然后师生共同判断板演是否正确.解:(l)根据不等式基本性质1,不等式的两边都加上2,不等号的方向不变.所以(2)根据不等式基本性质1,两边都减去,得(3)根据不等式基本性质2,两边都乘以2,得(4)根据不等式基本性质3,两边都除以-4得【教法说明】解题时要引导学生与解一元一次方程的思路进行对比,并将原题与或对照,看用哪条性质能达到题目要求,要强调每步的理论依据,尤其要注意不等式基本性质3与基本性质2的区别,解题时书写要规范.例2 设,用“<”或“>”填空.(1)(2)(3)学生活动:在练习本上完成例2,由3个学生板演完成后,其他学生判断板演是否正确,最后与书中正确解题格式对照.解:(1)因为,两边都减去3,由不等式性质1,得(2)因为,且2>0,由不等式性质2,得(3)因为,且-4<0,由不等式性质3,得教师活动:巡视辅导,了解学生作题的实际情况,及时给予纠正或鼓励.注意问题:例2(3)是根据不等式性质3,不等号方向应改变.这是学生做题时易出错误之处.【教法说明】要让学生明白推理要有依据,以后作类似的练习时,都写出根据,逐步培养学生的逻辑思维能力.3.变式训练,培养能力(1)用“>”或“<”在横线上填空,并在题后括号内填写理由.(不等式基本性质1,2,3分别用A、B、C表示.)①∵∴()②∵∴()③∵∴()④∵∴()⑤∵∴⑥∵∴()学生活动:此练习以学生抢答方式完成,目的是训练学生思维能力,表达能力,烘托学习气氛.答案:①(A)②(B)③(C)④(C)⑤(C)⑥(A)【教法说明】做此练习题时,应启发学生将所做习题与题中已知条件进行对比,观察它们是应用不等式的哪条性质,是怎样由已知变形得到的.注意应用不等式性质3时,不等号要改变方向.(2)单项选择:①由得到的条件是()A.B.C.D.②由由得到的条件是()A.B.C.D.③由得到的条件是()A.B.C.D.是任意有理数④若,则下列各式中错误的是()A.B.C.D.师生活动:教师选出答案,学生判断正误并说明理由.答案:①A ②D ③C ④D(3)判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”①∵∴( ) ②∵∴( )③∵∴( ) ④若,则∴,( )学生活动:一名学生说出答案,其他学生判断正误.答案:①√②×③√④×【教法说明】以多种形式处理习题可以激发学生学习热情,提高课堂效率;(2)练习第③④题易出错,教师应讲清楚.(四)总结、扩展1.本节重点:(1)掌握不等式的三条基本性质,尤其是性质3.(2)能正确应用性质对不等式进行变形.2.注意事项:(1)要反复对比不等式性质与等式性质的异同点.(2)当不等式两边同乘(或除以)同一个数时,一定要看清是正数还是负数,对于未给定范围的字母,应分情况讨论.3.考点剖析:不等式的基本性质是历届中考中的重要考点,常见题型是选择题和填空题.八、布置作业(一)必做题:P61 A组4,5.(二)选做题:P62 B组1,2,3.参考答案(一)4.(1)(2)(3)(4)5.(1)(2)(3)(4)(5)(6)(二)1.(1)(2)(3)2.(1)(2)(3)(4)3.(1)(2)(3)九、板书设计6.1 不等式和它的基本性质(二)一、不等式的基本性质1.不等式两边都加上或减去同一个数或同一个整式,不等号的方向不变.若,则,.2.不等式两边都乘(或除以)同一个正数,不等号方向不变,若,,则.3.不等式两边都乘(或除以)同一个负数,不等号方向改变,若,,则.二、应用例1 解(1)(2)(3)(4)例2 解(1)(2)(3)三、小结注意不等式性质3的应用.四、背景知识与课外阅读盒子里有红、白、黑三种球,若白球的个数不少于黑球的一半,且不多于红球的,又白球和黑球的和至少是55,问盒中红球的个数最少是多少个?第5篇教学设计初二下册数学16.1.2分式的基本性质说课稿设计16.1.2《分式的基本性质》说课稿今天我说课的内容是《分式的基本性质》。
基本不等式教案一、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解基本不等式的内容及其证明过程。
(2)掌握运用基本不等式求最值的方法和条件。
2、过程与方法目标(1)通过对基本不等式的探究,培养学生观察、分析、归纳和逻辑推理的能力。
(2)引导学生运用基本不等式解决实际问题,提高学生的数学应用意识和能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生感受数学的简洁美和应用价值,激发学生学习数学的兴趣。
(2)培养学生严谨的治学态度和勇于探索的精神。
二、教学重难点1、教学重点(1)基本不等式的内容及证明。
(2)运用基本不等式求最值的方法和条件。
2、教学难点(1)基本不等式的证明。
(2)运用基本不等式求最值时条件的判断和正确应用。
三、教学方法讲授法、探究法、练习法四、教学过程(一)导入新课通过实际生活中的问题引入,比如:某工厂要建造一个面积为 100 平方米的矩形仓库,仓库的一边靠墙,墙长 16 米,问怎样建造才能使所用材料最省?(二)新课讲授1、基本不等式的推导对于任意两个正实数 a,b,有\(a + b \geq 2\sqrt{ab}\),当且仅当 a = b 时,等号成立。
证明:\\begin{align}(a b)^2&\geq 0\\a^2 2ab + b^2&\geq 0\\a^2 + 2ab + b^2&\geq 4ab\\(a + b)^2&\geq 4ab\\a + b&\geq 2\sqrt{ab}\end{align}\当且仅当\(a b = 0\),即\(a = b\)时,等号成立。
2、基本不等式的几何解释以直角三角形为例,直角边为 a,b,斜边为 c,那么\(c =\sqrt{a^2 + b^2}\)。
对于基本不等式\(a + b \geq 2\sqrt{ab}\),可以看作是以 a,b 为直角边的直角三角形的斜边长大于等于以\(\sqrt{ab}\)为边长的正方形的对角线长。
基本不等式(2课时)教学设计一、内容和内容解析1.内容:基本不等式的定义、几何解释、证明方法与应用.2. 内容解析:相等关系、不等关系是数学中最基本的数量关系,是构建方程、不等式的基础.基本不等式是一种重要而基本的不等式类型,在中学数学知识体系中也是一个非常重要的、基础的内容.基本不等式与很多重要的数学概念和性质相关. 从数与运算的角度,是两个正数a,b的“算术平均数”,是两个正数a,b,的“几何平均数”.因此,不等式中涉及的是代数中的“基本量”和最基本的运算. 从几何图形的角度,“周长相等的矩形中,正方形的面积最大”,“等圆中,弦长不大于直径”,等等,都是基本不等式的直观理解.其次,基本不等式的证明或推导方法很多,上面的分析也是基本不等式证明方法的来源.利用分析法,从数量关系的角度,利用不等式的性质来推导基本不等式;从平面几何图形的角度,借助几何直观,通过数形结合来探究不等式的几何解释;从函数的角度,通过构造函数,利用函数性质来证明基本不等式;等等. 这些方法也是代数证明和推导的典型方法.此外,基本不等式是几何平均数不大于算术平均数的最基本和最简单的情形,可以推广至n个正数的几何平均值不大于算术平均值. 基本不等式的代数结构也是数学模型思想的一个范例,借助这个模型可以求最大值和最小值. 同时,在理解和应用基本不等式的过程中涉及变与不变、变量与常量,以及数形结合、数学模型等思想方法. 因此,基本不等式的内容可以培养学生的逻辑推理、数学运算和数学建模素养.基于以上分析,确定本节课的教学重点:基本不等式的定义、几何解释和证明方法,用基本不等式解决简单的最值问题.本单元教学建议课时数:2课时.二、目标和目标解析1.目标:(1)理解基本不等式,发展逻辑推理素养.(2)结合具体实例,用基本不等式解决简单的求最大值或最小值的问题,发展数学运算和数学建模素养.2.目标解析:达成上述目标的标志是:(1)知道基本不等式的内容,明确基本不等式就是“两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数”;会利用不等式的性质证明基本不等式,能说明基本不等式的几何意义.(2)能结合具体实例,明确基本不等式的使用条件和注意事项,即“一正、二定、三相等”;能用基本不等式模型识别和理解实际问题,能用基本不等式求最大值或最小值;在解决具体问题的过程中,体会基本不等式的作用,提升数学运算、数学建模等核心素养.三、教学问题诊断分析由于学生缺少代数式证明的经验,所以基本不等式的证明是本节课的一个难点.基本不等式的几何解释也是学生不容易想到的,需要数形结合地去理解,所以这也是本节课的一个难点.此外,在利用基本不等式研究最值问题时,学生容易出现忽视使用条件,不验证等号是否成立,甚至出现没有确认和或积为定值就求“最值”等问题,这也是学生思维不够严谨的表现,因此基本不等式的证明和利用基本不等式求最值也是本节课的难点.四、教学支持条件分析在进行基本不等式的几何解释的教学时,为了帮助学生直观地观察图形中几何元素之间的动态关系,并将其转化为代数表示,可以利用信息技术制作一个动态图形,以帮助学生直观理解.五、教学过程设计第一课时(一)课时教学内容本节课的主要教学内容有:基本不等式的定义;基本不等式的证明;基本不等式的几何解释;运用基本不等式求最值;基本不等式求最值的两种模型.(二)课时教学目标1.理解基本不等式,发展逻辑推理素养;2.了解基本不等式的几何解释;3.结合具体实例,用基本不等式解决简单的求最大值或最小值的问题,发展数学运算和数学建模素养.(三)教学重点与难点教学重点:基本不等式的定义及运用基本不等式解决简单的最值问题.教学难点为:基本不等式的证明和运用基本不等式求最值.(四)教学过程设计1.基本不等式的定义导入语:我们知道,乘法公式在代数式的运算中有重要作用.那么,是否也有一些不等式,它们在解决不等式问题时有着与乘法公式类似的作用呢?下面就来研究这个问题.问题1:提到两个数的乘法,在上一节我们利用完全平方差公式得出了一类重要不等式中含有ab乘法,是什么不等式?2.基本不等式的证明问题2:上节课我们看到,证明不等关系,还可以运用不等式性质,你能否利用不等式的性质推导出基本不等式呢?预设方案一:学生根据两个实数大小关系的基本事实,用作差比较证明.教师给予肯定,是否还有其它证法?预设方案二:由于没有已知条件,学生不知从何入手.追问2:上述证明中,每一步推理的依据是什么?师生活动:学生分别回答由⑤→④,由④→③,由③→②,由②→①的依据.追问3:上述证明叫做“分析法”.你能归纳一下用分析法证明命题的思路吗?师生活动:学生讨论后回答.教师总结:分析法是一种“执果索因”的证明方法,即从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直至最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等)为止.追问4:你能说说分析法的证明格式是怎样的吗?师生活动:学生思考后回答.教师总结:由于分析法是从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,所以分析法在书写过程中必须有相应的文字说明:一般每一步的推理都用“要证……只要证……”的格式,当推导到一个明显成立的条件之后,指出“显然×××成立”.追问5:基本不等式成立的条件是什么?如果a<0或b<0基本不等式是否成立?师生活动:学生通过证明发现,a,b均为非负数,如果a,b存在负数时,该不等式不成立.教师指出基本不等式的定义要求a,b均为正数.设计意图:根据不等式的性质,用分析法证明基本不等式,同时引导学生认识分析法的证明过程和证明格式,为学生高中阶段的推理和证明提供了更丰富的策略.追问4:通过本例的解答,你能说说满足什么条件的代数式能够利用基本不等式求最值吗?师生活动:学生讨论后回答.教师总结:代数式能转化为两个正数的和或积的形式,它们的和或者积是一个定值,不等式中的等号能取到,通俗的说,就是“一正、二定、三相等”.设计意图:引导学生根据所求代数式的形式,判断是否能利用基本不等式解决问题,同时强调代数式的最值必须是代数式能取到的值,为学生求解代数式的最值问题提供示范.同时,在本题之后,引导学生总结能应用基本不等式求最值的代数式满足的条件.例2 已知x,y都是正数,求证:(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值;(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值 .师生活动:师生一起分析后,由学生思考并书写证明过程后展示,师生共同补充完善.追问:通过本题,你能说说用基本不等式能够解决什么样的问题吗?师生活动:学生思考后回答,教师总结:满足“两个正数的积为定值,当这两个数取什么值时,求它们的和的最小值”,或者“两个正数的和为定值,当这两个数取什么值时,求它们的积的最大值”的问题,能够用基本不等式解决.设计意图:在例1的基础上,再利用一道例题示范如何直接利用基本不等式解决问题,同时借此题的题干指出用基本不等式能够解决的两类问题,为用基本不等式解决实际问题创造了条件.(五)目标检测设计设计意图:考查学生对基本不等式的理解,及运用“分析法”证明问题的能力.第二课时(一)课时教学内容利用基本不等式解决实际问题中最值问题.(二)课时教学目标1.运用基本不等式解决生活中的最值问题,发展数学建模素养;2.理解基本不等式的数学模型,提高学生模型思想解决问题的能力.(三)教学重点与难点教学重点:运用基本不等式的模型思想解决生活中的最值问题.教学难点:应用基本不等式解决实际问题.(四)教学过程设计1.复习引入问题1:基本不等式的内容是什么?它有何作用?如何利用基本不等式求最值?需要注意什么?师生活动:学生根据教师提出的问题梳理上节课的知识,教师对学生遇到的困难给予帮助.特别是强调利用基本不等式求最值的方法,即两个变量均为正数是前提,发现“定值”是关键,验证等号成立是求最值的必要条件,即运用“一正、二定、三相等”的方法可以解决最值问题.2.利用基本不等式解决生活问题导入语:运用数学知识解决生活中的最值问题,也就是最优化的问题,特别能体现数学应用价值.基本不等式是求最值的工具,特别是对求代数式的最值问题有重要的意义.问题2:(1)用篱笆围一个面积为100m2的矩形菜园,当这个矩形的边长为多少时,所用篱笆最短?最短篱笆的长度是多少?(2)用一段长为36 m的篱笆围成一个矩形菜园,当这个矩形的边长为多少时,菜园的面积最大?最大面积是多少?追问1:前面我们总结了能用基本不等式解决的两类最值问题,本例的两个问题分别属于哪类问题吗?师生活动:学生思考后回答:属于。
《基本不等式的证明及应用》优质课比赛教案基本不等式的证明及应用教学目标a,b知识目标:探索并了解基本不等式的证明过程,体会证ab,(a,b,0)2明不等式的基本方法,能应用基本不等式解决一些简单问题,渗透数形结合和等价化归等数学思想.能力目标:培养学生观察、试验、归纳、判断、猜想等思维能力.情感目标:培养学生严谨求实的科学态度,体会数与形的和谐统一,领略数学的应用价值,激发学生的学习兴趣.教学重点、难点a,bab,基本不等式()及其证明. a,b,02教学过程一、问题情境1.有一架天平两臂之长略有差异,其他均精确,小王要用它来称一物体的重量,将此物体放在左右两个托盘各称一次,再将称的的数据相加后,除以2所得的结果就认为是物体的真实重量,你认为小王所测量结果是否准确,如果不准确,比真实重量是重还是轻,你能给小王提供一种用这架天平称量此物体真实重量的方法吗,2.引入课题ll设第一次称量时,放物体一边的臂长为,另一边的臂长为,称得物体的重21 a,baA,量为,第二次称得物体的重量为,用小王的方法所得的结果为,这b2样合理吗,事实上,设物体的实际质量为,根据力学原理有 MlM,la, ? 12lM,la, ? 21ll??相乘再除以,可以得到 12M,ab .第 1 页共 5 页a,b问题:A,与M,ab是否相等,若不相等,大小关系又怎样, 2二、学生活动a,baaaba1.对于非负数,,称为、的算术平均数,为、的几何bbb2平均数.2.学生分组讨论.3.学生通过取一些具体数据进行探究.a 30 59 92 70 25 11 20b 39 99 23 99 54 100 2034.21 76.43 46 83.25 36.74 33.17 20 aba,b34.5 79 57.5 84.5 39.5 55.5 20 2a,ba,bab,ab,4.猜想:若,,当时,;当时,;a,0b,0a,ba,b22a,bab,ab当,时,很明显;当时,无意义. a,0b,0ab,02a,bab,5.初步结论:如果,,那么成立. a,0b,02点评:诱发学生深入思考问题,教会学习、研究的方法——从特殊到一般是科学探求未知的有效手段.三、建构数学1.呈现课题:基本不等式的证明.引导学生分析、思考,给出基本不等式的证明,点评有关问题. 2.基本不等式的证明:证法1:(比较法)a,b,ab 2122=[(a),(b),2ab] 212(a,b),0=. 2证法2:(分析法)a,bab,要证, 22ab,a,b只要证,第 2 页共 5 页只要证 a,2ab,b,0,2(a,b),0 只要证,a,bab, 只要证最后一个不等式成立,所以成立,当且仅当a,b2时取“=”.证法3:(综合法)对于正数a、b有2(a,b),0a,b,2ab,0 ,a,b,2ab,a,b ,, ,ab2点评:(,)由证明过程可以发现,当且仅当时,两个均值相等,并解a,b释“当且仅当”两方面的含义.a (,)强调结论成立的条件: ,都是非负数,并举反例加以说明. b(,)比较法、分析法、综合法都是证明不等式的基本方法.3.通过严格的证明,得到下列结论:a,baab,定理:如果、是正数,那么(当且仅当时取“=”). ba,b2让学生根据右图,尝试给出上述基本不等式的几何解释,并思考这个基本不等式的其他证明方法.a,bab,4.对的几何解释: 2'DD,AB如图,在圆中:为圆的直径,弦ABO2垂足为,,,由射影定理:,CD,AC,CBCAC,aBC,b''CD,AC,CB,abDD,2abDD,则弦;而直径弦.所以AB,a,ba,b,2abab,,变形得:,当点与圆心重合时,即时取等COa,b2号.第 3 页共 5 页点评:抓住时机,渗透数形结合思想,引导学生善于捕捉的暗示信息,从多方位、多角度去理解并掌握所学知识,提升思维的灵活性.5.教师点评:(1)这个基本不等式的几何解释,即“半弦半径”. ,n(2)这个基本不等式可否推广到“个(,)非负数”的情形,n,1n,N有兴趣的同学可以课后查阅有关资料.四、数学运用(一)例题a例1.已知、为正数,试证明下列不等式: bba1(1);(2). ,,2a,,2aab分析:可直接应用基本不等式进行证明,并注意基本不等式的应用条件.证明:(略)16例2.已知函数,,求此函数的最小值. y,x,x,(,2,,,)x,216分析:不能直接使用基本不等式,应将其变形为,并对前(x,2),,2x,2 两项使用基本不等式.解:(略)点评:(1)在使用基本不等式求函数最值时,常需要将函数形式进行变形,以创造条件使用基本不等式.(2)在利用基本不等式求函数最值时,应注意“一正、二定、三相等”,即必须两个量都是正数(也可是非负数),才能直接使用基本不等式;要把函数式放缩到常数;等号才能取到.(二)练习3x,f(x),x,1.若,则有_________值为_________,此时________; x,0x 3x,f(x),x,2.若,则有_________值为_________,此时________; x,0x y,0x,y,23.已知,,且,求的最大值; xyx,0y,0xy,14.已知,,且,求的最小值; x,yx,0y,x(x,2)5.已知,求函数的最大值; 0,x,2第 4 页共 5 页26.已知0,x,,求函数的最大值. y,x(2,3x)3做到师生互动;讲练结合. 让学生板演,教师评析.五、回顾小结让学生回顾小结本节课所学内容及主要收获,教师总结.a,b1.基本不等式及其证明. ab,(a,b,0)22.基本不等式的简单应用(证明不等式,求函数最值).六、教学反思1.在建立新知的过程中,教师力求引导、启发,让学生逐步应用所学的知识来分析问题、解决问题,以形成比较系统和完整的知识结构.每个问题在设计时,充分考虑了学生的具体情况,力争提问准确到位,便于学生思考和回答.使思考和提问持续在学生的最近发展区内,学生的思考有价值,对知识的理解和掌握在不断的思考和讨论中完善和加深,但实施落实的可能还不到位,有待改进.2.本节的教学中要求学生对基本不等式在数与形两个方面都有比较充分的认识,特别强调数与形的统一,意图使学生在比较中对基本不等式得以深刻理解.“数形结合”作为一种重要的数学思想方法,不是教师提一提学生就能够掌握并且会用的,只有学生通过实践,意识到它的好处之后,学生才会在解决问题时去尝试使用,只有通过不断的使用才能促进学生对这种思想方法的再理解,从而达到掌握它的目的.3.本课的设计是想通过师生课上的探索、互动学习,达到理解掌握知识的目的.在教师的引导和启发下,学生自己寻找、探求解决问题的途径是本节教学所采用的教学方式.课上学生学习热情很高,师生的互动非常好,出现了很多讨论问题的高潮.学生能够针对教师的问题进行充分的分析和讨论,而且通过讨论,学生对知识点的理解得到了深化,达到了掌握知识的目的.七、课后作业,2,3,4,5题. 教材第91页习题3.4第1第 5 页共 5 页。
基本不等式是主要应用于求某些函数的最值及证明的不等式。
其表述为:两个正实数的算术平均数大于或等于它们的几何平均数。
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高中数学教学设计篇一教学目标1、明确等差数列的定义。
2、掌握等差数列的通项公式,会解决知道中的三个,求另外一个的问题3、培养学生观察、归纳能力。
教学重点1、等差数列的概念;2、等差数列的通项公式教学难点等差数列“等差”特点的理解、把握和应用教具准备投影片1张教学过程(I)复习回顾师:上两节课我们共同学习了数列的定义及给出数列的两种方法通项公式和递推公式。
这两个公式从不同的角度反映数列的特点,下面看一些例子。
(放投影片)(Ⅱ)讲授新课师:看这些数列有什么共同的特点?1,2,3,4,5,6;①10,8,6,4,2,…;②生:积极思考,找上述数列共同特点。
对于数列①(1≤n≤6);(2≤n≤6)对于数列②—2n(n≥1)(n≥2)对于数列③(n≥1)(n≥2)共同特点:从第2项起,第一项与它的前一项的差都等于同一个常数。
师:也就是说,这些数列均具有相邻两项之差“相等”的特点。
具有这种特点的数列,我们把它叫做等差数。
一、定义:等差数列:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与空的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d表示。
如:上述3个数列都是等差数列,它们的公差依次是1,—2……二、等差数列的通项公式师:等差数列定义是由一数列相邻两项之间关系而得。
若一等差数列的首项是,公差是d,则据其定义可得:若将这n—1个等式相加,则可得:即:即:即:……由此可得:师:看来,若已知一数列为等差数列,则只要知其首项和公差d,便可求得其通项。
如数列①(1≤n≤6)数列②:(n≥1)数列③:(n≥1)由上述关系还可得:即:则:=如:三、例题讲解例1:(1)求等差数列8,5,2…的第20项(2)—401是不是等差数列—5,—9,—13…的项?如果是,是第几项?解:(1)由n=20,得(2)由得数列通项公式为:由题意可知,本题是要回答是否存在正整数n,使得—401=—5—4(n—1)成立解之得n=100,即—401是这个数列的第100项。
《基本不等式的证明》教学设计【教材分析】不等关系与相等关系都是客观事物的基本数量关系,是数学研究的重要内容。
建立不等观念,处理不等关系与处理等量问题是同样重要的。
而基本不等式是本章重要的一个单元,它是证明不等式、求解某些函数的最大值及最小值的理论依据,在解决数学问题和实际问题中应用广泛。
基本不等式是高中数学的重要内容之一,在高考说明中等级要求为C级。
在不同的章节中都有应用,是培养学生逻辑推理能力和数学应用意识的好素材。
本教材特别强调基本不等式的代数与几何背景以及在求最值中的应用。
【学情分析】学生对函数中求最值,在一元二次不等式中都已经学过接触过有不等式的问题,因此提到不等式最值问题学生也不会陌生。
在两个数的算术平均数和几何平均上,我们可以以两个数的等差中项和等比中项来引用这两个概念。
这样对两个数据形式上就不会陌生,在初步了解大小关系后在给出概念。
但由于学生的基础薄弱,可以预见在探索基本不等式时,寻找不等关系也有一定的困难。
【教学目标】知识目标:1、知道算术平均数和几何平均数的概念并且能求出两个数的算术平均数和几何平均数。
2、理解基本不等式的证明过程。
技能目标:1、掌握基本不等式的取等条件,并能用此方法求函数最大值。
2、通过对基本不等式证明的理解,体会三种证明方法,能准确用三种证明中简单的方法证明其它不等式问题。
3、体会类比的数学思想方法,培养其观察分析问题的能力和总结概括的能力情感目标:通过不等式基本性质的探究过程,培养学生合作交流的思维品质,渗透不等式中的数学美,激发学生学习兴趣,陶冶学生的数学情操。
【教学重点】1、如果a,b是正书,则为a、b的算术平均数;为a、b的几何平均,且有“两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数”。
即定理,()(当且仅当时取)2、上面公式中“当且仅当的含义是:当时取等号,即;仅当时取等号,即,综合起来就是的充要条件。
【教学难点】1、不等式求函数最值时的取等条件2、对于公式的变形可求的最大值【教学方法】启发学生探究,多媒体辅助教学【教具准备】多媒体电脑课件【教学过程】一、设置问题情境:(展示并介绍古代弦图)同学们现在看到的是中国古代数学中著名的一副图,叫做弦图。
重要不等式及其应用教案教学目的(1)使学生掌握基本不等式a2+b2≥2ab(a、b∈R,当且仅当a=b时取“=”号)和a3+b3+c3≥3abc(a、b、c∈R+,当且仅当a=b=c时取“=”号)及其推论,并能应用它们证明一些不等式.(2)通过对定理及其推论的证明与应用,培养学生运用综合法进行推理的能力.教学过程一、引入新课师:上节课我们学过证明不等式的哪一种方法?它的理论依据是什么?生:求差比较法,即师:由于不等式复杂多样,仅有比较法是不够的.我们还需要学习一些有关不等式的定理及证明不等式的方法.如果a、b∈R,那么(a-b)2属于什么数集?为什么?生:当a≠b时,(a-b)2>0,当a=b时,(a-b)2=0,所以(a-b)2≥0.即(a-b)2∈R+∪{0}.师:下面我们根据(a-b)2∈R+∪{0}这一性质,来推导一些重要的不等式,同时学习一些证明不等式的方法.二、推导公式1.奠基师:如果a、b∈R,那么有(a-b)2≥0.①把①左边展开,得a2-2ab+b2≥0,②②式表明两个实数的平方和不小于它们的积的2倍.这就是课本中介绍的定理1,它是一个很重要的绝对不等式,对任何两实数a、b都成立.由于取“=”号这种特殊情况,在以后有广泛的应用,因此通常要指出“=”号成立的充要条件.②式中取等号的充要条件是什么呢?师:充要条件通常用“当且仅当”来表达.“当”表示条件是充分的,“仅当”表示条件是必要的.所以②式可表述为:如果a、b∈R,那么a2+b2≥2ab(当且仅当a=b时取“=”号).以公式①为基础,运用不等式的性质推导公式②,这种由已知推出未知(或要求证的不等式)的证明方法通常叫做综合法.以公式②为基础,用综合法可以推出更多的不等式.现在让我们共同来探索.2.探索师:公式②反映了两个实数平方和的性质,下面我们研究两个以上的实数的平方和,探索可能得到的结果.先考查三个实数.设a、b、c∈R,依次对其中的两个运用公式②,有a2+b2≥2ab;b2+c2≥2bc;把以上三式叠加,得a2+b2+c2≥ab+bc+ca③(当且仅当a=b=c时取“=”号).以此类推:如果a i∈R,i=1,2,…,n,那么有④(当且仅当a1=a2=…=a n时取“=”号).④式是②式的一种推广式,②式就是④式中n=2时的特殊情况.③和④式不必当作公式去记,但从它们的推导过程中可以学到一种处理两项以上的和式问题的数学思想与方法——迭代与叠加.3.再探索师:考察两个以上实数的更高次幂的和,又能得到什么有趣的结果呢?先考查两个实数的立方和.由于a3+b3=(a+b)(a2-ab+b2),启示我们把②式变成a2-ab+b2≥ab,两边同乘以a+b,为了得到同向不等式,这里要求a、b∈R+,得到a3+b3≥a2b+ab2.⑤考查三个正实数的立方和又具有什么性质呢?生:由③式的推导方法,再增加一个正实数c,对b、c,c、a迭代⑤式,得到b3+c3≥b2c+bc2,c3+a3≥c2a+ca2.三式叠加,并应用公式②,得2(a3+b3+c3)≥a(b2+c2)+b(c2+a2)+c(a2+b2)≥a·2bc+b·2ca+c·2ab=6abc.∴a3+b3+c3≥3abc⑥(当且仅当a=b=c时取“=”号).师:这是课本中的不等式定理2,即三个正实数的立方和不小于它们的积的3倍.同学们可能想到n个正实数的立方和会有什么结果,进一步还会想到4个正数的4次方的和会有什么结果,直至n个正数的n 次方的和会有什么结果.这些问题留给同学们课外去研究.4.推论师:直接应用公式②和⑥可以得到两个重要的不等式.⑦(当且仅当a=b时取“=”号).这就是课本中定理1的推论.⑧(当且仅当a=b=c时取“=”号).这就是课本中定理2的推论.当a i∈R+(i=1,2,…,n)时,有下面的推广公式(在中学不讲它的证明)⑨(当且仅当a1=a2=…=a n时取“=”号).何平均数.⑨式表明:n个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.这是一个著名的平均数不等式定理.现在只要求同学掌握n=2、3时的两个公式,即⑦和⑧.三、小结(1)我们从公式①出发,运用综合法,得到许多不等式公式,其中要求同学熟练掌握的是公式②、⑥、⑦、⑧.它们之间的关系可图示如下:(2)上述公式的证法不止综合法一种.比如公式②和⑥,在课本上是用比较法证明的.又如公式⑦也可以由①推出;用⑦还可以推出⑧;由⑦、⑧也可以推出②、⑥.但是不论哪种推导系统,其理论基础都是实数的平方是非负数.四个公式中,②、⑦是基础,最重要.它们还可以用几何法或三角法证明.几何法:构造直角三角形ABC,使∠C=90°,BC=a,AC=b(a、b∈R+),则a2+b2=c2表示以斜边c为边的正方形的面积.而如上左图所示,显然有(当且仅当a=b时取“=”号,这时Rt△ABC等腰,如上右图).这个图是我国古代数学家赵爽证明勾股定理时所用过的“勾股方圆图”,同学们在初中已经见过.三角法:在Rt△ABC中,令∠C=90°,AB=c,BC=a,AC=b,则2ab=2·c sin A· c sin B=2c2sinAcos A=c2·sin2A≤c2=a2+b2 (∵sin2A≤1)(当且仅当sin2A=1,A=45°,即a=b时取“=”号).三、应用公式练习1.判断正误:下列问题的解法对吗?为什么?如果不对请予以改正.a、b∈R+.若tgα、ctgα∈R+.解法就对了.这时需令α是第一、三象限的角.]改条件使a、b∈R+;②改变证法.a2+ab+b2≥2ab+ab=3ab.]师:解题时,要根据题目的条件选用公式,特别注意公式中字母应满足的条件.只有公式①、②对任何实数都成立,公式⑥、⑦、⑧都要求字母是正实数(事实上对非负实数也成立).2.填空:(1)当a________时,a n+a-n≥________;(3)当x________时,lg2x+1≥_________;(5)tg2α+ctg2α≥________;(6)sinxcosx≤________;师:从上述解题中,我们可以看到:(1)对公式中的字母应作广义的理解,可以代表数,也可以代表式子.公式可以顺用,也可以逆用.总之要灵活运用公式.(2)上述题目中右边是常数的,说明左边的式子有最大或最小值.因此,在一定条件下应用重要不等式也可以求一些函数的最大(小)值.(3)重要不等式还可以用于数值估计.如表明任何自然数的算术平方根不大于该数加1之半.四、布置作业略.教案说明1.知识容量问题这一节课安排的内容是比较多的,有些是补充内容.这是我教重点中学程度比较好的班级时的一份教案.实践证明是可行的,效果也比较好.对于普通班级则应另当别论.补充内容(一般式,几何、三角证法等)可以不讲,例题和练习也须压缩.但讲完两个定理及其推论,实现教学的基本要求仍是可以做到的.还应看到学生接受知识的能力也非一成不变的.同是一节课,讲课重点突出,深入浅出,富有启发性,学生就有可能举一反三、触类旁通,获取更多的知识.知识容量增加了,并未增加学生的负担.从整个单元来看,由于压缩了讲课时间,相应的就增加了课堂练习的时间.反之,如果学生被动听讲,目标不清,不得要领,内容讲得再少,学生也是难以接受的.由此可见,知识容量的多少,既与学生的程度有关,与教学是否得法也很有关系.我们应当尽可能采用最优教法,扩大学生头脑中的信息容量,以求可能的最佳效果.2.教学目的问题近年来,随着教改的深入,教师在确定教学目的和要求时,开始追求传授知识和培养能力并举的课堂教学效果.在培养学生的能力方面,不仅要求学生能够运用知识,更重要的是通过自己的思考来获取知识.据此,本节课确定如下的教学目的:一是在知识内容上要求学生掌握四个公式;二是培养学生用综合法进行推理的能力.当然,学生能力的形成和发展,绝不是一节课所能“立竿见影”的.它比掌握知识来得慢,它是长期潜移默化的教学结果.考虑到中学数学的基本知识,大量的是公式和定理,如能在每一个公式、定理的教学中,都重视把传授知识与开拓思维、培养能力结合起来,天长日久,肯定会收到深远的效果.3.教材组织与教法选用问题实现上述教学目的,关键在于组织好教材,努力把传授知识与开拓思维、培养能力结合起来.教材中对定理1和定理2的安排,可能是为了与前面讲的比较法和配方法相呼应.但这容易使人感到这两个定理之间没有什么内在联系,又似乎在应用定理时才能用综合法.事实上,可以用比较法证明两个数的平方和或三个数的立方和的不等式,但当n>3,特别对n是奇数时,用比较法就困难了(因为这时难以配方与分解因式).因此不具有一般性.而对综合法,学生在初中证几何题时已多次用过了(只是课本上没有提到这个名称).现行课本中两个不等式定理及其推论,是著名的平均值不等式:和它的等价形式当n=2,3时的特殊情况(当n=2时,a i的取值有所变化).在中学不讲一般形式,只讲特殊情况是符合大纲要求的.由于普遍性总是寓于特殊性之中,因此,这两个特例应是一般式的基础.同时,这两个特例之间应有紧密的联系,在推导方法上也应该与一般式的证明有共性.这就是本教案的设计思想,因而改变了现行课本的证法.这里,我们用由定理1先推出一个辅助不等式a3+b3≥a2b+ab2,然后经迭代、叠加,推出不等式a3+b3+c3≥3abc,这种方法具有一般性.事实上,引入一个一般的辅助不等式a n+b n≥a n-1b+ab n-1(n>1),由迭代、叠加,再应用数学归纳法就可以证出公式正因为上述证法具有一般性,即揭示了证法的本质(共性),就必然有利于递推与探索.又由(a-b)2≥0非常容易推出a2+b2≥2ab,所以它是“天然”的奠基式.于2ab,因此,凡能用配方法证明的问题,必能用基本不等式证明,反之亦真.可见配方法的重要作用.它的重要性应在上一节比较法中就予以强调.当学生在教师的指导下和教师一起探索问题时,这个探索本身就是培养学生今后独立去获取知识的过程.。
《基本不等式的证明》教学设计
【教材分析】
不等关系与相等关系都是客观事物的基本数量关系,是数学研究的重要内容。
建立不等观念,处理不等关系与处理等量问题是同样重要的。
而基本不等式是本章重要的一个单元,它是证明不等式、求解某些函数的最大值及最小值的理论依据,在解决数学问题和实际问题中应用广泛。
基本不等式是高中数学的重要内容之一,在高考说明中等级要求为C级。
在不同的章节中都有应用,是培养学生逻辑推理能力和数学应用意识的好素材。
本教材特别强调基本不等式的代数与几何背景以及在求最值中的应用。
【学情分析】
学生对函数中求最值,在一元二次不等式中都已经学过接触过有不等式的问题,因此提到不等式最值问题学生也不会陌生。
在两个数的算术平均数和几何平均上,我们可以以两个数的等差中项和等比中项来引用这两个概念。
这样对两个数据形式上就不会陌生,在初步了解大小关系后在给出概念。
但由于学生的基础薄弱,可以预见在探索基本不等式时,寻找不等关系也有一定的困难。
【教学目标】
知识目标:1、知道算术平均数和几何平均数的概念并且能求出两个数的算术平
均数和几何平均数。
2、理解基本不等式的证明过程。
技能目标:1、掌握基本不等式的取等条件,并能用此方法求函数最大值。
2、通过对基本不等式证明的理解,体会三种证明方法,能准确用三种
证明中简单的方法证明其它不等式问题。
3、体会类比的数学思想方法,培养其观察分析问题的能力和总结概括
的能力
情感目标:通过不等式基本性质的探究过程,培养学生合作交流的思维品质,渗透不等式中的数学美,激发学生学习兴趣,陶冶学生的数学情操。
【教学重点】
1、如果a,b是正书,则为a、b的算术平均数;为a、b的几何平均,且有“两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数”。
即定理,
()(当且仅当时取)
2、上面公式中“当且仅当的含义是:当时取等号,即
;
仅当时取等号,即,综合起来就是的
充要条件。
【教学难点】
1、不等式求函数最值时的取等条件
2、对于公式的变形可求的最大值
【教学方法】
启发学生探究,多媒体辅助教学
【教具准备】
多媒体电脑课件
【教学过程】
一、设置问题情境:
(展示并介绍古代弦图)
同学们现在看到的是中国古代数学中著名的一副图,叫做弦图。
它是由我国三国时期的数学家赵爽设计的。
早在1300多年以前,这位数学家就巧妙的利用弦图中的面积关系证明了勾股定理,这是世界上最早证明勾股定理的方法之一。
弦图不仅造型美观,而且蕴藏着很多玄机。
(展示24届国际数学家大会会标)
大家现在看到的是2002年在我们北京召开的第24届国际数学家大会的会标。
这个会标设计源于古代弦图。
它的色调明暗相间,使它看上去象一个风车,这不但
象征中国人民的热情好客,同
时也充分展现了中国古代数学对世界所做出的重大贡献。
今天咱们也来研究一下弦图。
问题1.请观察会标图形,图中有哪些特殊的几何图形?它们在面积上有哪些相等关系和不等关系?(让学生分组讨论)
形的角度 (利用多媒体展示会标图形的变化,引导学生发现四个直角三角形的面积之和小于或等于正方形的面积。
)
问题2. 数的角度若设直角三角形的两直角边分别为a、b,应怎样表示这种不等关系?
学生讨论结果:。
问题3.大家看,这个图形里还真有点奥妙。
我们从图中找到了一个不等式。
这里a、b的取值有没有什么限制条件? 不等式中的等号什么时候成立呢?(师生共同探索)
咱们再看一看图形的变化,(教师演示)
(学生发现)a、b为正数,当a=b四个直角三角形都变成了等腰直角三角形,他们的面积和恰好等于正方形的面积,即。
探索结论:我们得到不等式,当且仅当时等号成立。
二、数学建构
问题1:若设直角三角形的两直角边分别为,应怎样表示这种不等关系?如果把它变形,我们能得到什么?
这个不等式就是今天我们要研究的重点内容,我们把
它叫做基本不等式。
我们常把叫做正数的几何平均数,叫做正数的算术平均数。
基本不等式说明两个正数的算术平均数不小于其几
何平均数。
问题2:这个不等式怎么证明呢?请与同学讨论一下。
求证:基本不等式,()(当且仅当时取)
证法一:
作差
=变形
=判断符号
当且仅当,即时取取等条件
学生容易忽视取等“=”时的情况,出现这种情况可以让学生仔细从证明问题中注意“”号,进而提示学生没有完成。
该过程可以提高学生对问题的细心程度,可以培养学生对周围事物的观察力,善于发现问题的能力。
证法二:
要证
只要证
只要证
只要证
因为最后一个不等式成立,所以成立,当且仅当,即
时取
问题3:本证明方法有什么特点?平时有没有遇到过?
生:从结论出发,逐步反推已知。
在初中几何中遇到过。
有了第一种证明方法此时学生已经不会忽视取“=”条件。
证法2的方法我们称之为“分析”,其特点是从结论出发(出发点让学生总结),形式是“要证……,只要证……只要证……”(形式让学生自己总结),从本质上看,只是对问题做尝
试的探索的过程(即执果索因)。
当证题不知从何入手时,有时可以运用分析法而获得解决,特别对于条件简单而结论复杂的题目往往是行之有效的。
探究:对基本不等式再研究
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?(教师演示,学生直观感觉)
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”
这正象著名数学家华罗庚说的:数无形时少直观,形无数时难入微,数形结合千般好,数形分离万事非.可见,数与形真的是密不可分呀。
问题4:前面,我们刚刚学习了数列,和在数列中代表什么?
学生:等差中项·等比中项
基本不等式说明两个正数的等差中项不小于他们的等比中项。
三、要点训练
例1 设为正数,证明下列不等式成立:
(1)(2)
注意:
要说明不等式中等号成立的条件。
这两道例题在讲授时以提问学生为主,让学生自己说,老师在前面板书。
练习:课后练习2题
例2 已知函数,,求此函数的最小值。
注意:
要说明什么时候取得最小值。
这是证明基本不等式在函数上的第一个应用,要让学生能够结合基本不等式和函数综合解决最值的问题。
四、课堂练习:练习2题,4题
五、课堂小结:请大家想一想,这节课你有哪些收获?
1.知识:基本不等式
2.思想方法:数形结合,转化与化归数学思想
六、课后作业巩固升华
课本第100页,习题3.4A组1、2
七、板书设计
基本不等式的证明
基本不等式内容证法2 例
1 例2
证法1
八、教学反思
1、导入新课采用学生比较感兴趣的变换的几何图形为背景,并且,配以解说,使学生从方方面面感受弦图的玄妙,容易被学生接受,从而产生兴趣,迅速激发学习动机。
兴趣是驱使学生探究的良方,教学过程中,时刻应注意照顾学生的学习兴趣,推动学生动手动脑去探究。
2、在建立新知的过程中,教师力求引导、启发,让学生逐步应用所学的知识来分析问题、解决问题,以形成比较系统和完整的知识结构。
每个问题在设计时,充分考虑了学生的具体情况,力争提问准确到位,便于学生思考和回答。
使思考和提问持续在学生的最近发展区内,学生的思考有价值,对知识的理解和掌握在不断的思考和讨论中完善和加深。
但实施落实的可能还不到位,有待改进。
3、本节的教学中要求学生对基本不等式在数与形两个方面都有比较充分的认识,特别强调数与形的统一,教学过程从形得到数,又从数回到形,意图使学生在比较中对基本不等式得以深刻理解。
“数形结合”作为一种重要的数学思想方
法,不是教师提一提学生就能够掌握并且会用的,只有学生通过实践,意识到它的好处之后,学生才会在解决问题时去尝试使用,只有通过不断的使用才能促进学生对这种思想方法的再理解,从而达到掌握它的目的。
4、本课的设计是想通过师生课上的探索、互动学习,达到理解掌握知识的目的。
在教师的引导和启发下,学生自己寻找、探求解决问题的途径是本节教学所采用的教学方式。
课上学生学习热情很高,师生的互动非常好,出现了很多讨论问题的高潮。
学生能够针对教师的问题进行充分的分析和讨论,而且通过讨论,学生对知识点的理解得到了深化,达到了掌握知识的目的。
九、对本节教学设计的说明
新课程的理念倡导学生积极主动地探索知识的发生、发展,但这必须是在教师的引领之下,否则学生很容易误入歧途。
教师应该尽力做好学生探究活动的引路人。
在设计这节课的教学时,课堂上采取让学生“自主、合作、探索”的教学方式,教师是学生学习的组织者、引导者和服务者,为了让学生的探究活动积极有效,主要设想以问题立意,始终围绕基本不等式的发现、发展这一中心问题并渗透数型结合、转化与化归思想。
在这个过程中,学生在课堂上的主体地位得到充分发挥,极大的激发了学生的学习兴趣,这正是新课程所倡导的数学教学理念。