3.4基本不等式

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1 3.4 基本不等式2abab

一.自主学习,明确目标

1.知识与技能: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;

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2abab的证明过程;

教学难点:基本不等式2abab等号成立条件

教学方法:通过实例探究抽象基本不等式

2 二.研讨互动,问题生成

基本不等式2abab的几何背景:

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22ab。这样,4个直角三角形的面积的和是2ab,正方形的面积为22ab。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:222abab。

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222abab。

2.得到结论:一般的,如果)""(2R,,22号时取当且仅当那么baabbaba

3.思考证明:你能给出它的证明吗?

4.1)从几何图形的面积关系认识基本不等式2abab

特别的,如果a>0,b>0,我们用分别代替a、b ,可得2abab,

通常我们把上式写作:(a>0,b>0)2abab

2)理解基本不等式2abab的几何意义

三.合作探究,问题解决

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2abab的几何解释吗?

四.预习与反馈

1.已知x,y都是整数,

(1)若xys(和为定值),则当xy时,积xy取得

(2)若xyp(积为定制),则当xy时,和xy取得

上述命题可归纳为口诀:积定和最小,和定积最大。

3 2.设x,y满足440xy,且x,y都是正数,则lglgxy的最大值是( )

A.40 B.10 C.4 D.2

3.在下列函数中,最小值为2的是( )

A.1yxx B. 33xxy

C. 1lg(110)lgyxxx

D.

1sin(0)sin2yxxx

4. 若4x,则函数14yxx( )

A.有最大值-6. B.有最小值6 C有最大值-2 D.有最小值2

5.已知lglg1xy,则52xy的最小值为

★利用均值不等式求最值时,应注意的问题

①各项均为正数,特别是出现对数式、三角数式等形式时,要认真考虑。

②求和的最小值需积为定值,求积的最大值需和为定值。

③确保等号成立。

以上三个条件缺一不可,可概括“一正、二定、三相等”。

【题型一】利用不等式求函数的最值

已知54x,求函数14245yxx的最大值。

变式 已知0

【题型二】含条件的最值求法

已知整数x,y满足811xy,求x+2y的最小值。

4 变式 :已知0,0xy,满足21xy,求11xy的最小值.

【题型三】利用不等式解应用题

某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4800m3,深为3m,如果池底每1m2的造价为150元,池壁每1m2的造价为120元,问怎样设计水池能使总造价最低,最低总造价是多少元?

五.知识拓展

1. 基本不等式的变形:

222()_____2abab;222()____22abab;22___2abab;2___()2abab;2()____4abab

2. 一般地,对于n个正数12,,,(2)naaan,都有,1212nnnaaaaaan(当且仅当12naaa时取等号)

3. 222(,,)abcabacbcabcR当且仅当abc时取等号)

巩固练习

1.设x>0,y>0,x+y=1,则使mxy恒成立的实数m的最小值是( )

5 A. 2 B. 22 C.2 D22

2.设x,y满足x+4y=40,且想,且x,yR,则lglgxy的最大值是( )

A.40 B。 10 C。4 D。 2

3.已知正项等差数列na的前20项和为100,则516aa的最大值为( )

A.100 B。75 C。 50 D。 25

4.函数()1xfxx的最大值为 ( )

A.25 B。12 C。22 D。1

5. 设x>0,则y=3-3x- 1x的最大值是

6. 函数f(x)=3x+lgx+ 4lgx(0

7. 求226()1xxfxx(x>-1)的最小值。

名题赏析

(2010上海文数)21.(本题满分14分)本题共有2个小题,第一个小题满分6分,第2个小题满分8分。

已知数列na的前n项和为nS,且585nnSna,*nN

(1)证明:1na是等比数列;

(2)求数列nS的通项公式,并求出使得1nnSS成立的最小正整数n.

解析:(1) 当n1时,a114;当n≥2时,anSnSn15an5an11,所以

6 151(1)6nnaa,

又a1115≠0,所以数列{an1}是等比数列;

(2) 由(1)知:151156nna,得151156nna,从而1575906nnSn(nN*);

由Sn1>Sn,得15265n,562log114.925n,最小正整数n15.

1 已知x、y都是正数,求证:

(1)yxxy≥2;

(2)(x+y)(x2+y2)(x3+y3)≥8x3y3.

1.已知a、b、c都是正数,求证

(a+b)(b+c)(c+a)≥8abc

六.小结

本节课,我们学习了重要不等式a2+b2≥2ab;两正数a、b的算术平均数(2ba),几何平均数(ab)及它们的关系(2ba≥ab).它们成立的条件不同,前者只要求a、b都是实数,而后者要求a、b都是正数.它们既是不等式变形的基本工具,又是求函数最值的重要工具(下一节我们将学习它们的应用).我们还可以用它们下面的等价变形来解决问题:ab≤222ba,ab

7 ≤(2ba)2.

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