
課時(shí)學(xué)習(xí)素養(yǎng)目標(biāo):1.理解基本不等式ab≤a+b2 (a>0 ,b>0 ,當(dāng)且僅當(dāng)a=b 時(shí),等號(hào)成立).2.能利用基本不等式求最值,培養(yǎng)數(shù)學(xué)運(yùn)算的核心素養(yǎng).3.能利用基本不等式解決實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模的核心素養(yǎng).
導(dǎo) 2002年在北京召開(kāi)的第24屆國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)的會(huì)標(biāo)如圖所示,會(huì)標(biāo)是根據(jù)中國(guó)古代數(shù)學(xué)家趙爽的弦圖設(shè)計(jì)的,顏色的明暗使它看上去像一個(gè)風(fēng)車,代表中國(guó)人民熱情好客。你能得出什么樣的結(jié)論?
思:新知一 基本不等式的定義
?a ,b∈ ,有a2+b2≥2ab ,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),等號(hào)成立.
特別地,如果a>0 ,b>0 ,我們用a ,b 分別代替上式中的a ,b ,可得 ,當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí),等號(hào)成立.
通常稱ab≤a+b2 為基本不等式。其中,a+b2 叫做正數(shù)a ,b 的算術(shù)平均數(shù),ab 叫做正數(shù)a ,b 的幾何平均數(shù)。
基本不等式表明:兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).
自主思考1. 基本不等式怎樣證明?
探究:在右圖中,AB是圓的直徑,點(diǎn)C是AB上的一點(diǎn),AC=a,BC=b.過(guò)點(diǎn)C作垂直于AB的弦DE,連接AD、BD.你能利用這個(gè)圖形得出基本不等式ab≤a+b2的幾何解釋嗎?
提示: (1)a+b2表示哪個(gè)線段? (2)ab對(duì)應(yīng)哪個(gè)線段呢?(3)半徑與CD的大小關(guān)系如何?
議:探究點(diǎn)一 對(duì)基本不等式的理解
(1)已知 a,b>0 ,則下列不等式一定成立的是( )
A. a+b2≤ab B. (a?b)2>1 C. a+b≥2ab D. a+b≥2ab
(2)不等式a2+1≥2a 中等號(hào)成立的條件是( )
A. a=1 B. a=?1 C. a=0 D. a=±1
探究點(diǎn)二 利用基本不等式求最值
已知x>0 ,求x+1x 的最小值
已知x ,y 都是正數(shù),求證:
(1)如果積xy 等于定值P ,那么當(dāng)x=y 時(shí),和x+y 有最小值2P.
(2)如果和x+y 等于定值S ,那么當(dāng)x=y 時(shí),積xy 有最大值 14S2
新知二 兩個(gè)重要結(jié)論
已知x,y 都是正數(shù),
(1)如果積xy 等于定值P,那么當(dāng)x=y 時(shí),和x+y 有最小值 .
(2)如果和x+y 等于定值S,那么當(dāng)x=y 時(shí),積xy 有最大值 .
和定積最大,積定和最小
自主思考2. 當(dāng)a>0 時(shí),你能求出a+4a 的最小值嗎?
解題感悟 基本不等式求最值的三個(gè)條件:
1.一正:符合基本不等式a+b2≥ab 成立的前提條件為a>0 ,b>0 .
2.二定:不等式的一邊轉(zhuǎn)換為定值.
3.三相等:必須存在取等號(hào)的條件,即等號(hào)成立.以上三點(diǎn)缺一不可.
遷移應(yīng)用1. (1) 若x>0,求y=3x+12x的最小值;
(2)已知?1≤x≤1,求1?x2的最大值
(3)已知正實(shí)數(shù)a,b滿足a+b=ab,則ab的最小值為( )
A.1 B. 2 C. 2 D.4
探究點(diǎn)三 利用基本不等式證明不等式
已知a ,b ,c 都是正數(shù),求證:a+b+c≥ab+bc+ca ;
解題感悟 利用基本不等式證明不等式的策略與注意事項(xiàng)
(1)策略:從已知條件出發(fā),借助不等式的性質(zhì)和有關(guān)定理,經(jīng)過(guò)邏輯推理,最后轉(zhuǎn)化為所證明的問(wèn)題,其特征是以“已知”看“可知”,逐步推向“未知”.
(2)注意事項(xiàng):
①多次使用基本不等式時(shí),要注意等號(hào)能否成立;
②累加法是不等式證明中的一種常用方法,證明不等式時(shí)注意使用;
③對(duì)不能直接使用基本不等式的證明問(wèn)題可重新組合,創(chuàng)設(shè)使用基本不等式的條件再使用.
遷移應(yīng)用2. 已知x,y,z都是正數(shù),求證:(x+y)(y+z)(z+x)≥8xyz .
【檢】
1. 已知a>0 ,b>0 ,且ab=2 ,那么a+b 的最小值是( )
A.4 B. 2 C. 22 D. 1
2. 不等式(x?2y)+1x?2y≥2成立的前提條件為
3. 若a>0 ,b>0 ,則1a+1b 4a+b (填“>”“<”“≥”或“≤”).
4. 中國(guó)南宋大數(shù)學(xué)家秦九韶提出了“三斜求積術(shù)”,即已知三角形的三條邊長(zhǎng)分別為a 、b 、c ,則三角形的面積S 可由公式S=pp?ap?bp?c 求得,其中p 為三角形周長(zhǎng)的一半,這個(gè)公式也被稱為海倫-秦九韶公式,現(xiàn)有一個(gè)三角形的邊長(zhǎng)滿足a=8 ,b+c=10 ,則此三角形面積的最大值為 .
第二章 一元二次函數(shù)、方程和不等式
2.2.2 基本不等式 (第2課時(shí))
課時(shí)學(xué)習(xí)素養(yǎng)目標(biāo):1.能夠?qū)κ阶舆M(jìn)行變形,構(gòu)造定值2.熟練掌握基本不等式及變形的應(yīng)用.(數(shù)據(jù)分析);3.能運(yùn)用基本不等式求代數(shù)式的最值(數(shù)學(xué)運(yùn)算)
【導(dǎo)】一、兩個(gè)重要結(jié)論
已知x、y都是正數(shù),
1.若積xy等于定值P,那么當(dāng)x=y時(shí),和x+y有最小值_____.
2.若和 x+y是定值S,那么當(dāng)x=y時(shí),積xy有最大值_____.
二、運(yùn)用基本不等式求最值的三個(gè)條件:
1.“一正”:x,y必須是 ;
2.“二定”:求積xy的最大值時(shí),應(yīng)看和x+y是否為 ;求和x+y的最小值時(shí),應(yīng)看積xy是否為 .
3.“三相等”:當(dāng)且僅當(dāng)x=y時(shí),等號(hào)成立。
如果題目中基本不等式不能滿足“一正”、“和為定值”或“積為定值”,就不能直接用基本不等式求最值。需要通過(guò)變形,構(gòu)造定值,常見(jiàn)方法有:配項(xiàng)法;配系數(shù)法;分式型基本不等式;常值代換法“1”的代換。
思:探究一 利用基本不等式求最值
基本不等式的變形:
(1)ab≤a+b22 ,a ,b 都是正數(shù),當(dāng)且僅當(dāng)a=b 時(shí),等號(hào)成立.
(2)a+b≥2ab ,a ,b 都是正數(shù),當(dāng)且僅當(dāng)a=b 時(shí),等號(hào)成立.
(1)已知x>0 ,求x+1x 的最小值
若x0 ,1a+1b=1 ,則a+b 的最小值為( )
A. 14 B. 12 C. 2 D. 4
遷移應(yīng)用5. 已知a,b均為正實(shí)數(shù),且2a+3b=4,則3a+2b的最小值為( )
A. 3B. 6C. 9D. 12
解題感悟:利用“1”的代換構(gòu)造積為定值的形式,一般形如“已知ax+by為定值,求eq \f(c,x)+eq \f(d,y)的最值”或“已知eq \f(a,x)+eq \f(b,y)為定值,求cx+dy的最值” (其中a,b,c,d均為常參數(shù))時(shí)可用常值代換處理。應(yīng)用此種方法求解最值時(shí),應(yīng)把“1”的表達(dá)式與所求最值的表達(dá)式相乘求積或相除求商.
【檢】
1. 已知x>0 ,y>0 ,且2x+y=2 ,則xy 的最大值是( )
A. 14 B. 12 C.4 D.8
2. 已知00,且2x+8y=xy,求x+y的最小值。
第二章 一元二次函數(shù)、方程和不等式
2.2.3 基本不等式 (第3課時(shí))
課時(shí)學(xué)習(xí)素養(yǎng)目標(biāo):1.能運(yùn)用基本不等式求最值(數(shù)學(xué)運(yùn)算)
2.能夠?qū)κ阶舆M(jìn)行變形,構(gòu)造定值;會(huì)用基本不等式解決恒成立問(wèn)題(重點(diǎn))。
3.能夠運(yùn)用基本不等式解決生活中的應(yīng)用問(wèn)題.(數(shù)學(xué)建模)
導(dǎo):一、重要不等式:?a ,b∈ R,有a2+b2≥2ab ,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立.
基本不等式:特別地,如果a>0 ,b>0 ,我們用a ,b 分別代替上式中的a ,b ,可得ab≤a+b2,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立.
基本不等式的變形:如果a>0 ,b>0,a+b≥2ab,ab≤(a+b2)2,當(dāng)且僅當(dāng)a=b 時(shí),等號(hào)成立.
三、運(yùn)用基本不等式求最值的三個(gè)條件:
1.“一正”:x,y必須是正數(shù);
2.“二定”:求積xy的最大值時(shí),應(yīng)看和x+y是否為定值;求和x+y的最小值時(shí),應(yīng)看積xy是否為定值.
3.“三相等”:當(dāng)且僅當(dāng)x=y時(shí),等號(hào)成立。
思:基本不等式在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用
例1 (1)用籬笆圍一個(gè)面積為100 m2的矩形菜園,當(dāng)這個(gè)矩形的邊長(zhǎng)為多少時(shí),所用籬笆最短?最短籬笆的長(zhǎng)度是多少?
用一段長(zhǎng)為36 m的籬笆圍成一個(gè)矩形菜園,當(dāng)這個(gè)矩形的邊長(zhǎng)為多少時(shí),菜園的面積最大?最大面積是多少?
例2 某工廠要建造一個(gè)長(zhǎng)方體形無(wú)蓋貯水池,其容積為4800 m^3,深為3 m. 如果池底每平方米的造價(jià)為150元,池壁每平方米的造價(jià)為120元,那么怎樣設(shè)計(jì)水池能使總造價(jià)最低?最低總造價(jià)是多少?
解題感悟 應(yīng)用基本不等式解決實(shí)際問(wèn)題的思路
(1)先理解題意,設(shè)出變量,一般把要求最值的量定為因變量(函數(shù));
(2)建立相應(yīng)的關(guān)系式,把實(shí)際問(wèn)題抽象成函數(shù)的最大值或最小值問(wèn)題,利用基本不等式求解;
(3)在定義域內(nèi),求出函數(shù)的最大值或最小值
(4)根據(jù)實(shí)際背景寫(xiě)出答案.
遷移應(yīng)用1. 某公司建造一間背面靠墻的房屋,地面面積為48m2,房屋正面每平方米的造價(jià)為1200元,房屋側(cè)面每平方米的造價(jià)為800元,屋頂?shù)脑熳鲀r(jià)為5800元。如果墻高為3m,且不計(jì)房屋背面和地面的費(fèi)用,那么怎樣設(shè)計(jì)房屋能使總造價(jià)價(jià)最低?最低總造價(jià)是多少?
檢:
1. [2021吉林長(zhǎng)春高一檢測(cè)]如圖所示的是一張單欄的豎向張貼的海報(bào),它的印刷面積為72dm2 (圖中陰影部分),上、下空白部分各寬2dm ,左、右空白部分各寬1dm ,則四周空白部分的面積最小為 dm2 .
2. 要制作一個(gè)容積為4m3 ,高為1m 的無(wú)蓋長(zhǎng)方體容器.已知該容器的底面造價(jià)是每平方米20元,側(cè)面造價(jià)是每平方米10元,求該容器的最低總造價(jià).
這是一份高中數(shù)學(xué)人教A版 (2019)必修 第一冊(cè)第二章 一元二次函數(shù)、方程和不等式2.2 基本不等式學(xué)案設(shè)計(jì),共2頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)重點(diǎn),學(xué)習(xí)難點(diǎn),學(xué)習(xí)過(guò)程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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這是一份高中數(shù)學(xué)人教A版 (2019)必修 第一冊(cè)2.2 基本不等式第1課時(shí)導(dǎo)學(xué)案,共4頁(yè)。學(xué)案主要包含了基本不等式的定義,利用基本不等式求最值,利用基本不等式證明不等式等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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