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1、均值不等式及其运用圉编稿:周尚达审稿:张扬责编:严春梅目标认知園学习目标:園1.了解基本不等式的证明过程,理解这个基本不等式的儿何意义,并掌握定理中的不等号“2”取等号的条件是:当且仅当这两个数相等;2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.重点:園会应用基本不等式求某些函数的最值;能够解决一些简单的实际问题难点:询基本不等式2等号成立条件,利用基本不等式2求最大值、最小值。知识要点梳理宙知识点一:2个重要不等式哇]1.重要不等式:如果那么a2+b2>2ab(当且仅当a=b吋取等号“=”).2.基本不等式:如果是正数,那么2(当且仅当a=b时収等号注意:。+“^2ab和2两者的异同:(1
2、)成立的条件是不同的:前者只要求°』都是实数,而后者要求負上都是正数;(2)取等号“二”的条件在形式上是相同的,都是“当II仅当a=b时取等号”。22ab<^-业昨ab<(^±(3)負+b>2ab可以变形为:2,2可以变形为:2知识点二:基本不等式2的证明1.几何面积法園如图,在正方形曲co中有四个全等的直角三角形。设直角三角形的两条直角边长为炭、b,那么正方形的边长为J/+沪。这样,4个直角三角形的面积的和是加心,正方形MCQ的面积为/+沪。由于4个直角三角形的面积小于正方形的面积,所以:/+胪二2必。当直角三角形变为等腰直角三角形,即a=b时,正方形瓦FGH缩为一个点,这时有/+沪=2a
3、b。得到结论:如果址必对,那么a2+b2>2ab(当且仅当a=b时取等号“二”)特别的,如果&>°,我们用亦、爲分别代替e、b,可得:如果必>0,则a+b王忑,(当且仅当a=b时収等号“=”).通常我们把上式写作:如果“>0,6>°,2,(当且仅当幺=b吋取等号“二”)1.代数法宙・・a2+b^-2ab=(a-i))2>0•y当aH3时,(a-疔>0.当a=b时,(a—“)2=0所以(疋+胪)王2必,(当且仅当a=3时取等号.特别的,如果八°,我们用拓、庞分别代替Jb,可得:如果^>0,“A°,则a+“=2屁,(当且仅当a=b时取等号“二”).通常我们把上式写作:,(当且仅当a=b时取等号“
4、=”)知识点三:基本不等式2的几何意义如图,是圆的直径,点C是AB的一点,卫C二二帚过点C作DC丄交圆于点D,连接血、BD.易证RtlhACDRtlhDCB那么CD2=CA-CB,即CD二辰a+b这个圆的半径为2它大于或等于CQ,即2其中当且仅当点°与圆心重合,即a=b时,等号成立.注意:a+b1.在数学中,我们称2为°上的算术平均数,称临为“上的儿何平均数.因此基本不等式可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的儿何平均数.a+b2.如果把2看作是正数%的等差中项,巫看作是正数“上的等比中项,那么基本不等式可以叙述为:两个正数的等差屮项不小于它们的等比屮项.知识点:用基本不等式2求最大(小
5、〉值在用基本不等式求函数的最值时,应具备三个条件:一正二定三取等。①一正:函数的解析式屮,各项均为正数;②二定:函数的解析式屮,含变数的各项的和或积必须有一个为定值;③三取等:函数的解析式中,含变数的各项均相等,取得最值。知识点五:几个常见的不等式園a24-Z?2>2ab{atb61)'当且仅当时取号。2)2,当且仅当时取“二”号。—4-—>2(a■&>0)a+—>2(a>0)3)&&:特别地:“;4)a+b(afbeR+)/ii{、(a4-6)—4-->4afbeR+)5)匕I;a3+b34-c3>3abc(afbfceR+)6)a4-i+c>劉abc{a,b,ceA+)7)规律方法指
6、导曲1.两个不等式:都是实数,后者要22a化莎a+“^2ab与2成立的条件是不同的,前者要求a,b求a,b都是正数。如(-3)2+(-2)2>2x(-3)x(-2)是成立的,而(-3)+(-2)^2^(_3)x(_2)2是不成立的。2.两个不等式:"22a^b>^b工+b>2ab与2都是带有等号的不等式,对于“当且仅当……时,取号这句话的含义要有正确的理解。当a二b取等号,a=b=>其含义是a+b"T"Ct+bf—r.=y/ab=a=b仅当"二b取等号,其含义是2综合上述两条,2b是2的充要条件。1.基本不等式的功能在于“和积互化”。若所证不等式可整理成一边是和,另一边是积的形式,则考虑使用
7、平均不等式;若对于所给的“和式”中的各项的“积”为定值,则“和”有最小值,对于给出的“积式”屮的各项的“和”为定值则“积”有最大值。2.利用两个数的基本不等式求函数的最值必须具备三个条件:①各项都是正数;②和(或积)为定值;①各项能取得相等的值。1.基本不等式在解决实际问题中有广泛的应用,在应用吋一般按以下步骤进行:①先理解题意,设变量,设变量时一般把要求最大值或最小值的变量定为函数;②建立相应的两数关系式,