内容正文:
2.2 基本不等式
第2课时 基本不等式的应用
学习目标
能够运用基本不等式解决生活中的应用问题,提升数学建模素养;
熟练掌握基本不等式及变形的应用,增强逻辑推理;
通过用基本不等式解决简单的最大(小)值问题,提高数学运算能力, 体会“发现问题—提出问题—分析问题—解决问题”这一研究问题的一般思路.
1.重要的不等式
重要不等式 应用条件 “=”何时取得 作用 变形
一、温故知新 引入新课
2.基本不等式求最值
(1)和定积最大----- ;
(2)积定和最小----- .
注:一正、二定、三相等:
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.
例1.(1)用篱笆围成一个面积为100 m2的矩形菜园,问这个
矩形的长、宽分别为多少时,所用的篱笆最短,最短的篱笆又是多少?
(2)一段长为36 m的篱笆围成一个矩形的菜园,长、宽各为多少的时候,菜园的面积最大,最大面积为多少?
二、探求新知 典例分析
y m
x m
解:设矩形菜园的相邻两条边的长分别为x m,y m,
篱笆的长度为m.
(1)由已知得
由 ≥,可得
所以,当且仅当=10时等号成立.
所以这个矩形的长、宽都为10 m时,所用篱笆最短,
最短篱笆为40 m.
(2)由已知得,矩形菜园的面积为 .
由 = = 9,可得81,
当且仅当9时,上式等号成立.
所以这个矩形的长、宽都为9 m时,菜园的面积最大,
最大面积为81 m2.
例2.某工厂要建造一个长方体无盖贮水池,其容积为4800 m3,深为3 m,如果池底每1 m2的造价为150元,池壁每1 m2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?
解:设水池底面一边的长度为x m,水池的总造价为l元,
根据题意,得
l=240000+720(x+
=240000+720×2×40=297600,
当x=,即x=40时,l有最小值297600.
因此,当水池的底面是边长为40 m的正方形时,水池的总
造价最低,最低总造价是297600元.
变式1.一段长36米的篱笆围成一个一边靠墙的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时菜园的面积最大,最大面积是多少?
三、变式训练 归纳整理
解:设矩形两条边的长分别为x m,y m,则x+2y=36,
矩形菜园的面积s=xy,
因为x>0,y>0,所以xy=,
当且仅当x=18,y=9时,s=xy有最大值162.
即当长为18 m,宽为9 m时,菜园面积最大为162 .
变式2.计划用篱笆围成一个面积为800 m2的矩形菜园,在菜园内,沿左、右两侧和后侧内墙分别保留1 m宽的通道,沿前侧内墙保留3 m宽的空地,当矩形菜园长、宽各为多少时,蔬菜的种植面积最大?最大的种植面积是多少?
解:设长方形两条边的长分别为x m,y m,则xy=800,
种植面积s=(x-2)(y-4)=xy-(4x+2y)+8,
因为x>0,y>0,
所以4x+2y≥=160,
所以s=xy-(4x+2y)+8≤xy-+8=648.
当且仅当x=20,y=40时取等号,即当x=20,y=40时,种植面积
有最大值648.
所以,当长为40 m,宽为20 m时,种植面积有最大值648 m2.
四、归纳小结 提高认识
1.求解应用题的方法与步骤:
(1)审题;(2)建模(列式);(3)解模;(4)作答.
2.用基本不等式求最值:
(1)利用基本不等式,通过恒等变形,以及配凑,使得“和”或“积”为定值,从而求得函数最大值或最小值.
把握三个条件:①“一正”——各项为正数;
②“二定”——“和”或“积”为定值;
③“三相等”——等号一定能取到.
(2)利用基本不等式求最值的关键是获得定值条件,解题时应对照已知和欲求的式子运用适当的“拆项、添项、配凑、变形”等方法创建应用基本不等式的条件.
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