内容正文:
高中数学教学笔记 基本不等式
(人教版必修第一册第二章第2节)
湖北天门 薛德斌
注:这一节特别强调格式、过程、方法(定势与变形).
Ⅰ 基础知识
一、重要不等式:,,有,当且仅当时,等号成立.
(由引入)
变式:,,.
关于不等式的几点说明:
(1)不等式中的,的取值是任意实数,它们既可以是具体的某个数,也可以是一个代数式;
(2)公式中等号成立的条件是,如果,不能相等,则中的等号不能成立,即,.
二、基本不等式:当,时,,当且仅当时,等号成立.
变式:,,.
叫做正数,的算术平均数,叫做正数,的几何平均数.
基本不等式表明:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.
几何解释:如图,以长度为的线段为直径作圆,在直径上取一点,使,,过点作垂直于直径的弦,连接,,易证,则,即.
这个圆的半径为,它大于或等于,即,当且仅当与圆心重合,即时,等号成立.
不等式和的比较:
(1)不等式和成立的条件是不同的.前者要求,是实数即可,而后者要求,都是正实数.例如,当,时,成立,但显然不成立.
(2)不等式和都是带有等号的不等式,当且仅当时,等号成立.
推论:(可在讲完题组二后总结)
1.常用模型:
(1)当时,;
(2)当时,;
(3)当,,为常数时,;
(4)当,,时,;
(5)当,,时,.
2.(最值定理:积定和最小,和定积最大.)已知,,
(1)如果积是定值,那么当时,和有最小值,平方和有最小值;
(2)如果和是定值,那么当时,积有最大值,平方和有最小值;
(3)如果平方和是定值,那么当时,积有最大值,和有最大值.
拓展:
1.当,时,,
其中叫做,的调和平均数,叫做,的平方平均数;
2.对个正数,,…,,有.
Ⅱ 基本题型
考点一:对公式及的理解
例1.下列结论正确的是 ( )
A. B. C. D.
考点二:利用重要不等式和基本不等式证明不等式
例2.
考点三:利用基本不等式求最值
考点四:利用基本不等式解应用题
例10.围建一个面积为360m2的矩形场地,要求矩形场地的一面利用旧墙(利用旧墙需维修),其它三面围墙要新建,在旧墙对面的新墙上要留一个宽度为2m的进出口,如图所示,已知旧墙的维修费用为45元/m,新墙的造价为180元/m,设利用的旧墙长度为(单位:m),修建此矩形场地围墙的总费用为(单位:元).
(Ⅰ)将表示为的函数;
(Ⅱ)试确定,使修建此矩形场地围墙的总费用最小,并求出最小总费用.
【思路点拨】
对于应用题要通过阅读、理解所给定的材料寻找量与量之间的内在联系建立起数学模型,然后利用不等式的知识解决题目所提出的问题.
【解析】(Ⅰ)设矩形的另一边长为m,
则
由已知xa=360,得a=,所以y=225x+
(Ⅱ)
.当且仅当225 =时,等号成立.
即当x=24m时,修建围墙的总费用最小,最小总费用是10440元.
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