内容正文:
基本不等式
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从前有个金店的天平坏了,天平的两臂长短不相等,店主不想购置新的天平,又怕别人说他缺斤少两,于是他想出一个办法:先把顾客要购买的黄金放入左边的托盘中,右边托盘中加砝码得到一个读数,再把黄金放入右边的托盘中,在左边托盘加砝码得到第二个读数,然后把两个读数相加除以2作为黄金的最终质量出售.你觉得店主这个买卖做到诚信无欺了吗?要解决这个问题,我们一起进入今天的课堂吧!
重要不等式:对∀a,b∈R,a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时,等号成立.
证明基本不等式
知识讲解
证法1(作差法)
当且仅当 ,即 时取
知识讲解
证法2(分析法)
要证 ,只要证
只要证 ,只要证
最后一个不等式显然成立,所以 成立,
当且仅当 时取
分析法有写法格式
知识讲解
基本不等式:
当且仅当 时,等号成立
注意:不等式的适用范围
代数上 算术平均数: 几何平均数:
则该定理可以叙述为:
两个正数几何平均数不大于它们的算术平均数
知识讲解
对基本不等式的几种理解
(1)几何理解
如图, 是圆的直径, 是 上一点,
过点 作垂直于 的弦 ,连接
∟
则 ,圆的半径为 ,所以 ,其中当且仅当点 与圆心重合,即 时,等号成立,
则该定理可以叙述为:半径不小于半弦。
基本不等式:
当且仅当 时,等号成立
利用基本不等式求最值时要注意下面三点:
(1)一正:各项均为正数
(2)二定:两个正数积 为定值,和 有最小值
两个正数和 为定值,积 有最大值
(3)三相等:求最值时一定要考虑不等式是否能取 ,
否则会出现错误
例1.已知xx+
当x
(1)如果积xy等于P,那么当x=y时,和x+y有最小值2
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值
a
,y=x(1-2x)的最大值为
已知
可以用来求最值(积定和最小,和定积最大)
结论:已知a, b都是正数.
1. 如果积ab是定值p,那么当a=b时, 和a+b有最小值2 ;
2. 如果和a+b是定值s, 那么当a=b时, 积ab有最大值
利用基本不等式的变式:
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第二章 §2.2 基本不等式
第2课时 基本不等式在实际问题中的应用
学习目标
1.熟练掌握基本不等式及变形的应用.
2.会用基本不等式解决生活中简单的最大(小)值问题.
3.能够运用基本不等式解决几何中的应用问题.
同学们,数学是和生活联系非常紧密的学科,我们学习数学,也是为了解决生活中的问题,比如:“水立方”是2008年北京奥运会标志性建筑之一,如图为水立方平面设计图,已知水立方地下部分为钢筋混凝土结构,该结构是大小相同的左、右两个矩形框架,两框架面积之和为18 000 m2,现地上部分要建在矩形ABCD上,已知两框架与矩形ABCD空白的宽度为10 m,两框架之间的中缝空白宽度为5 m,请问作为设计师
的你,应怎样设计矩形ABCD,才能使水立方占地面积最小?
要解决这个问题,还得需要我们刚学习过的基本不等式哦,
让我们开始今天的探究之旅吧!
导语
反思感悟
利用基本不等式解决实际问题的步骤
(1)理解题意.设变量,并理解变量的实际意义;
(2)构造定值.利用基本不等式求最值;
(3)检验.检验等号成立的条件是否满足题意;
(4)结论.
课本47页例4改编
要制作一个容积为4 m3,高为1 m的无盖长方体容器,已知该容器的底面造价是每平方米20元,侧面造价是每平方米10元,求该容器的最低总造价.
设该长方体容器底面的长和宽分别为a m,b m,成本为y元,
由于长方体容器的容积为4 m3,高为1 m,
所以底面面积S=ab=4,y=20S+10[2(a+b)]=20(a+b)+80,
由基本不等式可得y=20(a+b)+80≥20× +80=160(元),
当且仅当a=b=2时,等号成立,
因此,该容器的最低总造价为160元.
如图所示,设矩形ABCD(AB>BC)的周长为36,把它沿AC翻折,翻折后AB′交DC于点P,设AB=x.
(1)用x表示DP,并求出x的取值范围;
例2
(2)求△ADP面积的最大值及此时x的值.
如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建为一个更大的矩形花坛AMPN,要求点B在AM上,点D在AN上,且对角线MN过点C,已知AB=4米,AD=3米,当BM=______时,矩形花坛AMPN的