基本不等式原理及其变通PPT学习教案

1、会计学1基本不等式原理及其变通基本不等式原理及其变通问题提出 1.不等式有许多基本性质，同时还有一些显而易见的结论，如a20，|a|0，|a|a等，这些性质都是研究不等式问题的理论依据.在实际应用中，我们还需要有相应的不等式原理.第1页/共43页 2.如图是在北京召开的第24界国际数学家大会的会标，它是根据中国古代数学家赵爽的弦图设计的，颜色的明暗使它看上去象一个风车，代表中国人民热情好客.在这个图案中既有一些相等关系，也有一些不等关系， 对这些等与不等的关系， 我们作些相应研究.第2页/共43页第3页/共43页探究（一）:基本不等式的原理 |ab | 22ab思考1：将图中的“风车”抽象成如

2、图，在正方形ABCD中有4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ABCD和EFGH的边长分别为多少？ABCDEFGH第4页/共43页思考2：图中正方形ABCD的面积与4个直角三角形的面积之和有什么不等关系？由此可得到一个什么不等式？ a2b22ab 思考3：从图形分析,上述不等式在什么情况下取等号？ 当直角三角形为等腰直角三角形，即 ab时， a2b22ab. ABCDEFGH第5页/共43页思考4：在上面的图形背景中，a，b都是正数，那么当a，bR时，不等式a2b22ab成立吗？为什么？ 一般地，对于任意实数a，b，有:a2b22ab，当且仅当ab时等号成立.ABC

3、DEFGH第6页/共43页思考5：特别地，如果a0，b0，我们用 、 分别代替a、b ，可得什么不等式? 当且仅当ab时等号成立.a第7页/共43页a思考6：不等式称为基本不等式，它沟通了两个正数的和与积的不等关系，在实际问题中有广泛的应用，你能用分析法证明吗？ 第8页/共43页思考7：我们称 和 分别为a，b的算术平均数和几何平均数，如何用文字语言表述基本不等式？ 两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数. 2ab+第9页/共43页思考8：如图，在直角三角形ABC中，CD为斜边上的高， CO为斜边上中线，你能利用这个图形对基本不等式作出几何解释吗？2ab+AB CDO第10页/共43页探究

4、（二）：基本不等式的变通 思考1：将基本不等式两边平方可得什么结论？它与不等式a2b22ab有什么内在联系？ 第11页/共43页思考2：在不等式a2b22ab两边同加上a2b2可得什么结论？所得不等式有什么特色？ 000cbxaxy20a)(,2121xxxx 它反映了两个实数的平方和与它们的和的平方的不等关系，称为平方平均不等式，其数学意义是：两个实数的平方的算术平均数不小于它们的算术平均数的平方. 第12页/共43页思考3:将不等式 两边同乘以 ，可变通出一些什么结论？ 211abab+第13页/共43页理论迁移 例1 已知x、y都是正数，求证： (xy)(x2y2)(x3y3)x3y3

5、例2 已知 a2b2c21， 求证：(abc)33.第14页/共43页小结作业2.基本不等式有多种形式，应用时具有很大的灵活性，既可直接应用也可变式应用.一般地，遇到和与积，平方和与积，平方和与和的平方等不等式问题时，常利用基本不等式处理 1.不等式a2b22ab与 都是基本不等式，它们成立的条件不同，前者a、b可为任意实数，后者要求a、b都是正数，但二者等号成立的条件相同. 第15页/共43页3.当a、b都是正数时，有不等式链 作业： P100习题3.4 A组：1，2.第16页/共43页第二课时 3.4 基本不等式 第17页/共43页问题提出1.基本不等式有哪几种基本形式？ （1） a2b2

6、2ab（a，bR），当且仅当ab时等号成立； （2） (a0，b0)，当且仅当ab时等号成立；（3） (a0，b0)，当且仅当ab时等号成立；第18页/共43页 2.函数的最大值和最小值的含义分别是什么？ 3.在一定条件下，利用基本不等式可以求出变量的极端值，因此，利用基本不等式求最值就成为一种重要的数学方法. 最大值:f(x)M，且等号成立;最小值:f(x)m，且等号成立.第19页/共43页第20页/共43页探究（一）：基本不等式与最值原理 思考1：在基本不等式 (a0，b0)中，如果abP为定值，能得到什么原理？原理一：若两个正数的积为定值，则当这两个正数相等时它们的和取最小值. 第21页

7、/共43页思考2：在基本不等式 (a0，b0)中，如果abS为定值，又能得到什么原理？ 原理二：若两个正数的和为定值，则当这两个正数相等时它们的积取最大值 . 第22页/共43页思考3：能否由 得函数 的最小值是2吗？思考4：当x4时,能否由 得函数 的最小值是4吗？ 第23页/共43页思考6：利用基本不等式求两个变量的和的最小值(或积的最大值)，应具备哪些基本条件？思考5：当x(0，)时，能否由 ，得函数 的最小值是 吗？ 一正二定三相等第24页/共43页探究（二）基本不等式求最值的实际应用 【背景材料】在农村，为防止家畜家禽对菜地的破坏，常用篱笆围成一个菜园.如果菜园的面积一定，为节省材料

8、，就应考虑所用篱笆最短的问题；如果所用篱笆的长度一定，为了充分利用材料，就用考虑所围菜园面积最大的问题 第25页/共43页思考1：如果用篱笆围成一个面积为100m2的矩形菜园，所用篱笆的总长度是定值？还是变量？ 思考2：如何设计这个矩形菜园的长和宽，才能使所用篱笆最短，最短的篱笆是多少？矩形的长、宽都为10m时，所用篱笆最短，最短的篱笆是40m.第26页/共43页思考3：用一段长为36m的篱笆围成一个矩形菜园，所围成的矩形菜园的面积是定值？还是变量？ 思考4:如何设计这个矩形菜园的长和宽，才能使菜园的面积最大，最大面积是多少?矩形的长、宽都为9m时，菜园的面积最大，最大面积是81m2.2.2.

9、第27页/共43页思考5：若矩形菜园的一边靠墙，另外三边用一段长为36m的篱笆围成，如何设计这个矩形菜园的长和宽，才能使菜园的面积最大，最大面积是多少? 2.2.矩形的长为18m，宽为9m时，菜园的面积最大，最大面积是162m2.第28页/共43页理论迁移 例1 某工厂要建造一个长方体无盖贮水池，其容积为4800m3，深为3m.如果池底每平方米的造价为150元，池壁每平方米的造价为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？当水池底面是边长为40m的正方形时，水池的总造价最低，最低总造价是297600元.第29页/共43页 例2 某食品厂定期购买面粉，已知该厂每天需要购买面粉6

10、吨，每吨面粉的价格为1800元，面粉的保管费等其他费用为平均每吨每天3元，购买面粉每次需支付运输费900元.问该厂每隔多少天购买一次面粉，才能使平均每天所支付的费用最少？最少费用是多少？ 每隔10天购买一次面粉，能使平均每天所支付的费用最少，最少费用是10989元.第30页/共43页1.用基本不等式求函数的最值，是一种很重要的方法，应用时要注意下列三个条件：(1)函数解析式中各变量均为正数；(2)含变量的两项的和或积为定值；(3)含变量的两项可以相等，即“一正二定三相等”.小结作业第31页/共43页2.在实际问题中求最值时，一般先要设定字母表示相关变量，再建立变量之间的函数关系，然后求最值.对

11、形如：xy，xy，x2y2, 等结构的最值问题，常用基本不等式求解. 第32页/共43页作业：P100练习：3，4.P101习题3.4 A组：3，4.第33页/共43页第三课时 3.4 基本不等式 第34页/共43页1.基本不等式：（1） a2b22ab（a，bR），当且仅当ab时等号成立； 20axbxc+一般形式：（2） (a0，b0)，当且仅当ab时等号成立；（3） (a0，b0)，当且仅当ab时等号成立知识整理第35页/共43页2.最值原理： （1）若两个正数的积为定值，则当这两个正数相等时它们的和取最小值.（2）若两个正数的和为定值，则当这两个正数相等时它们的积取最大值.（3）环境条件：一正二定三相等.第36页/共43页第37页/共43页应用举例 例1求函数 的最小值. 当x4时，y取最小值5.例2 求函数 的最小值. 当x4时，y取最小值8.已知第38页/共43页 例3 已知 ，求函数 的最大值. (13 )yxx=-，求函数当 时，y取最大值 .第39页/共43页当x4，y12时，xy取最小值16. 例5