内容正文:
3.4 基本不等式
ICM2002会标
如图,这是在北京召开的第22届国际数学家大会会标.会标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。
A
D
B
C
E
F
G
H
b
a
图中的不等关系:
当且仅当a=b时,等号成立。
A
B
C
D
E(FGH)
a
b
如果
,那么
(当且仅当
时取“=”)
证明:
1.不等式适用范围:
2.强调取“=”的条件:
重要不等式
所得不等式推广:
证:∵
以上三式相加:
思考:若a,b,c不全相等,所求证的结论有何变化?
例1.已知
求证:
∴
如果
,那么
(当且仅当
时取“=”)
证明:
重要不等式
所得不等式推广:
2.语言表述:两个正数的算术平均数不小于
它们的几何平均数。
3.掌握公式的正用、逆用、变形用。
如果
那么
是正数,
(当且仅当
时取“=”)
均值不等式
注意:1.这个定理适用的范围:
称
为
的算术平均数,
称
为
的几何平均数。
关于“平均数”的概念:
语言表述:n个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。
1.如果
则:
叫做这n个正数的算术平均数。
叫做这n个正数的几何平均数。
2.均值定理:
≥
a
b
o
A
B
P
Q
均值不等式的几何意义:
如图,AB是圆o的直径,Q是AB上任一点,AQ=a,BQ=b,过点Q作垂直于AB的弦PQ,连AP,BP,
则PQ=____,半径AO=_____
问题:请比较半弦长PQ与半径AO的关系?
几何意义:圆的半径不小于圆内半弦长
例2:(1)用篱笆围成一个面积为100m的矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,所用篱笆最短。最短的篱笆是多少?
解:设矩形菜园的长为x m,宽为y m,
则xy=100,篱笆的长为2(x+y)m.
等号当且仅当x=y时成立,此时x=y=10.
因此,这个矩形的长、宽都为10m时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是40m.
结论1:两个正变量积为定值,则和有最小值,当且仅当两变量值相等时取最值.简记“积定和最小”.
(2)用一段长为36m的篱笆围成一个矩形菜园,问这个矩形菜园的长和宽各为多少时,菜园的面积最大,最大面积是多少?
解:设矩形菜园的长为x m,宽为y m,
则 2