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市华阳中学课堂教学单元设计
单元名称 三 维 目 标 重 难 点 单元 课时 计划 教 学 过 程 设 计 一、知识学习: 定理1:如果a、b∈R,那么a+b≥2ab(当且仅当a=b时取“=”号) 2 2基本不等式 1.学会推导并掌握均值不等式定理; 课型 新授课 知识 与 技能 过程 与 方法 情感态度与价值观 2.能够简单应用定理证明不等式并解决一些简单的实际问题。 能准确地应用它们分析和解决一些简单的问题 发展学生的思维能力,通过观察、探索、发现的创造性过程,培养创新意识。 重点:均值不等式定理的证明及应用。 难点:等号成立的条件及解题中的转化技巧。 批 注 证明:a+b-2ab=(a-b) 2 22 当a≠b时,(a-b)>0,当a=b时,(a-b)=0 22所以,(a-b)≥0 即a+b≥2ab 2 2 2由上面的结论,我们又可得到 定理2(基本不等式):如果a,b是正数,那么 =b时取“=”号) 证明:∵(a )+(b )≥2ab 22a+b2 ≥ab (当且仅当a∴a+b≥2ab ,即a+b2 ≥ab .
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显然,当且仅当a=b时,a+b2 =ab 说明:1)我们称a+b2 为a,b的算术平均数,称ab 为a,b的几何平均数,因而,此定理又可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数. 2)a+b≥2ab和 2 2a+b2 ≥ab 成立的条件是不同的:前者只要求a,b都是实数,而后者要求a,b都是正数. 3)“当且仅当”的含义是充要条件. 4)几何意义. 二、例题讲解: 例1 已知x,y都是正数,求证: (1)如果积xy是定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值2P ; 12(2)如果和x+y是定值S,那么当x=y时,积xy有最大值 S 4证明:因为x,y都是正数,所以 x+y2 ≥xy (1)积xy为定值P时,有x+y2 ≥P ∴x+y≥2P 上式当x=y时,取“=”号,因此,当x=y时,和x+y有最小值2P . S1 2 (2)和x+y为定值S时,有xy ≤ ∴xy≤ S241 2上式当x=y时取“=”号,因此,当x=y时,积xy有最大值 S. 4说明:此例题反映的是利用均值定理求最值的方法,但应注意三个条件: ⅰ)函数式中各项必须都是正数; ⅱ)函数式中含变数的各项的和或积必须是常数; ⅲ)等号成立条件必须存在。 .
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例2 :已知a、b、c、d都是正数,求证: (ab+cd)(ac+bd)≥4abcd 分析:此题要求学生注意与均值不等式定理的“形”上发生联系,从而正确运用,同时加强对均值不等式定理的条件的认识. 证明:由a、b、c、d都是正数,得 ab+cd2 ≥ab·cd >0,ac+bd2 ≥ac·bd >0, (ab+cd)(ac+bd)∴ ≥abcd 4即(ab+cd)(ac+bd)≥4abcd 例3 某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4800m,深为3m,如果池底每1m的造价为150元,池壁每1m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? 分析:此题首先需要由实际问题向数学问题转化,即建立函数关系式,然后求函数的最值,其中用到了均值不等式定理. 解:设水池底面一边的长度为xm,水池的总造价为l元,根据题意,得 223l=240000+720(x+1600 )≥240000+720×2xx·1600 x=240000+720×2×40=297600 1600当x= ,即x=40时,l有最小值297600 x因此,当水池的底面是边长为40m的正方形时,水池的总造价最低,最低总造价是297600元. 评述:此题既是不等式性质在实际中的应用,应注意数学语言的应用即函数解析式的建立,又是不等式性质在求最值中的应用,应注意不等式性质的适用条件. 三、课堂练习:课本P91练习1,2,3,4. 四、课堂小结: 通过本节学习,要求大家掌握两个正数的算术平均数不小于它们的几何平.