
思考: 上面通過考察a2+b2=2ab的特殊情形獲得了基本不等式,能否直接利用不等式的性質(zhì)推導(dǎo)出基本不等式呢?下面我們來分析一下.
特別的,如果a>0,b>0,我們用分別代替a、b ,可得
2)從不等式的性質(zhì)推導(dǎo)基本不等式
顯然,(4)是成立的.當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),(4)中的等號(hào)成立.
思考:你能給出不等式 的證明嗎?
結(jié)論:一般地,對(duì)于任意實(shí)數(shù)a、b,總有 當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),等號(hào)成立
兩數(shù)的平方和不小于它們積的2倍.
顯然, ③是成立的.當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí), ③中的等號(hào)成立.
特別地,若a>0,b>0,則
當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí)取等號(hào),這個(gè)不等式就叫做基本不等式.
在數(shù)學(xué)中,我們把 叫做正數(shù)a,b的算術(shù)平均數(shù), 叫做正數(shù)a,b的幾何平均數(shù);
文字?jǐn)⑹鰹椋簝蓚€(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).
Rt△ACD∽R(shí)t△DCB,
如圖, AB是圓的直徑, O為圓心,點(diǎn)C是AB上一點(diǎn), AC=a, BC=b. 過點(diǎn)C作垂直于AB的弦DE,連接AD、BD、OD.
②如何用a, b表示CD? CD=______
①如何用a, b表示OD? OD=______
你能用這個(gè)圖得出基本不等式的幾何解釋嗎?
③OD與CD的大小關(guān)系怎樣? OD_____CD
幾何意義:半徑不小于弦長的一半
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)
兩數(shù)的平方和不小于它們積的2倍
注意:從不同角度認(rèn)識(shí)基本不等式
例3 (1)用籬笆圍一個(gè)面積為100m2的矩形菜園,當(dāng)這個(gè)矩形的邊長為多少時(shí),所用籬笆最短?最短籬笆的長度是多少?(2)用一段長為36m的籬笆圍成一個(gè)矩形菜園,當(dāng)這個(gè)矩形的邊長為多少時(shí),菜園的面積最大?最大面積是多少?
分析:(1)矩形菜園的面積是矩形的兩鄰邊之積,于是問題轉(zhuǎn)化為:矩形的鄰邊之積為定值,邊長多大時(shí)周長最短.(2)矩形菜園的周長是矩形兩鄰邊之和的2倍,于是問題轉(zhuǎn)化為:矩形的鄰邊之和為定值,邊長多大時(shí)面積最大.
例4 某工廠要建造一個(gè)長方體形無蓋貯水池,其容積為4800m2,深為3m.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?
分析:貯水池呈長方體形,它的高是3m,池底的邊長沒有確定.如果池底的邊長確定了,那么水池的總造價(jià)也就確定了.因此,應(yīng)當(dāng)考察池底的邊長取什么值時(shí),水池的總造價(jià)最低.
所以,將貯水池的池底設(shè)計(jì)成邊長為40m的正方形時(shí)總造價(jià)最低,最低總造價(jià)是297600元.
1.已知a、b、c都是正數(shù),求證:(a+b)(b+c)(c+a)≥8abc
即(a+b)(b+c)(c+a)≥8abc.
我們用兩個(gè)正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)的關(guān)系順利解決了函數(shù)的一些最值問題.在用均值不等式求函數(shù)的最值,是值得重視的一種方法,但在具體求解時(shí),應(yīng)注意考查下列三個(gè)條件:(1)函數(shù)的解析式中,各項(xiàng)均為正數(shù);(2)函數(shù)的解析式中,含變數(shù)的各項(xiàng)的和或積必須有一個(gè)為定值;(3)函數(shù)的解析式中,含變數(shù)的各項(xiàng)均相等,取得最值即用均值不等式求某些函數(shù)的最值時(shí),應(yīng)具備三個(gè)條件:一正二定三取等.
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