
必備知識(shí)·情境導(dǎo)學(xué)探新知
(1)某養(yǎng)殖場要用100米的籬笆圍成一個(gè)矩形的雞舍,怎樣設(shè)計(jì)才能使雞舍面積最大?(2)某農(nóng)場主想用籬笆圍成一個(gè)10 000平方米的矩形農(nóng)場,怎樣設(shè)計(jì)才能使所用籬笆最省呢?問題 實(shí)例中兩個(gè)問題的實(shí)質(zhì)是什么?如何求解?
知識(shí)點(diǎn) 重要結(jié)論已知x,y都是正數(shù).(1)若x+y=S(和為定值),則當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),積xy取得最大值___.(2)若xy=p(積為定值),則當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),和x+y取得最小值____.上述命題可歸納為口訣:積定和最小,和定積最大.
學(xué)習(xí)效果·課堂評(píng)估夯基礎(chǔ)
思考辨析(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)兩個(gè)正數(shù)的積為定值,一定存在兩數(shù)相等時(shí),它們的和有最小值.( )
(2)若a>0,b>0且a+b=4,則ab≤4.( )
關(guān)鍵能力·合作探究釋疑難
發(fā)現(xiàn)規(guī)律 利用均值不等式求最值時(shí)的注意點(diǎn)(1)x,y一定要都是____.(2)求積xy最大值時(shí),應(yīng)看_______是否為定值;求和x+y最小值時(shí),應(yīng)看____是否為定值.(3)____是否能夠成立.簡記為“一正二定三相等”,三個(gè)條件缺一不可.
反思領(lǐng)悟 通過拼湊法利用均值不等式求最值的策略拼湊法的實(shí)質(zhì)在于代數(shù)式的靈活變形,拼系數(shù)、湊常數(shù)是關(guān)鍵,利用拼湊法求解最值應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題:(1)拼湊時(shí),以整式為基礎(chǔ),注意利用系數(shù)的變化以及對等式中常數(shù)的調(diào)整,做到等價(jià)變形.(2)代數(shù)式的變形以拼湊出和或積的定值為目標(biāo).(3)拆項(xiàng)、添項(xiàng)應(yīng)注意檢驗(yàn)利用均值不等式求最值的三個(gè)條件.
反思領(lǐng)悟 用常數(shù)代換法求最值的方法步驟(1)根據(jù)已知條件或其變形確定定值(常數(shù)).(2)把確定的定值(常數(shù))變形為1.(3)把“1”的表達(dá)式與所求最值的表達(dá)式相乘或相除,進(jìn)而構(gòu)造和或積的形式.(4)利用均值不等式求最值.
類型3 利用均值不等式解決實(shí)際問題【例4】 如圖,動(dòng)物園要圍成相同面積的長方形虎籠四間,一面可利用原有的墻,其他各面用鋼筋網(wǎng)圍成.現(xiàn)有36 m長的鋼筋網(wǎng)材料,每間虎籠的長、寬分別設(shè)計(jì)為多少時(shí),可使每間虎籠面積最大?
反思領(lǐng)悟 用均值不等式解決實(shí)際問題的步驟(1)理解題意,設(shè)好變量.(2)建立相應(yīng)的關(guān)系式,把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化、抽象為最大值或最小值問題.(3)在自變量范圍內(nèi),求出最大值或最小值.(4)結(jié)合實(shí)際意義求出正確的答案,回答實(shí)際問題.
[跟進(jìn)訓(xùn)練]4.為了持續(xù)推進(jìn)“喜迎生物多樣性,相約美麗春城”計(jì)劃,某市在市中心廣場旁的一塊矩形空地上進(jìn)行綠化.如圖所示,兩塊完全相同的長方形種植綠草坪,草坪周圍(斜線部分)均種滿寬度相同的鮮花.已知兩塊綠草坪的面積均為200平方米.(1)若矩形草坪的長比寬至少多10米,求草坪寬的最大值;(2)若草坪四周及中間的寬度均為2米,求整個(gè)綠化面積的最小值.
[提示] 利用均值不等式,通過恒等變形及配湊,使“和”或“積”為定值.常見的變形方法有拆、并、配.(1)拆——裂項(xiàng)拆項(xiàng)對分子的次數(shù)不低于分母次數(shù)的分式進(jìn)行整式分離——分離成整式與“真分式”的和,再根據(jù)分式中分母的情況對整式進(jìn)行拆項(xiàng),為應(yīng)用均值不等式湊定積創(chuàng)造條件.
回顧本節(jié)知識(shí),自主完成以下問題:利用均值不等式求最值有哪些技巧?
(2)并——分組并項(xiàng)目的是分組后各組可以單獨(dú)應(yīng)用均值不等式;或分組后先對一組應(yīng)用均值不等式,再在組與組之間應(yīng)用均值不等式得出最值.(3)配——配式配系數(shù)有時(shí)為了挖掘出“積”或“和”為定值,常常需要根據(jù)題設(shè)條件采取合理配式、配系數(shù)的方法,使配式與待求式相乘后可以應(yīng)用均值不等式得出定值,或配以恰當(dāng)?shù)南禂?shù)后,使積式中的各項(xiàng)之和為定值.
閱讀材料·拓展數(shù)學(xué)大視野
上述(3)的幾何意義如圖所示.
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