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第二章
一元二次函数、方程和不等式
2.2
基本不等式
(第1课时)
情景引入
——赵爽弦图
思考1:这图案中含有怎样的几何图形?
思考2:你能在这个图中找出一些相等关系和不等关系吗?
1、大正方形的面积S=
;
2、四个直角三角形的的面积之和S’=
;
3、S与S’有什么样的关系
?
4、S与S’有可能相等吗?
探究发现
探究发现
总结:当,时,
,
当且仅当时,等号成立。
几何画板显示动态变化过程
归纳新知
——重要不等式
一般地,,,有
,
当且仅当时,等号成立。
如何证明?
证明:有,当且仅当时,
等号成立
,当且仅当时,等号成立
探究发现
——重要不等式
一般地,,,有
,
当且仅当时,等号成立。
,分别代替上式中的
即:
即:
当且仅当时,等号成立
归纳新知
——基本不等式
特别地,如果,,则有
,
当且仅当时,等号成立。
为什么?
几何平均数
算术平均数
文字叙述:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数
证明:如果,,则有,当且仅当时,等号成立。
证明:要证
,
①
只要证
.
②
要证
②,只要证
.
③
要证
③,只要证
.
④
显然,④成立,当且仅当时,④中的等号成立.
探究
——基本不等式的证明
分析法
探究
——基本不等式的几何意义
如图,AB是圆的直径,点C是AB上一点,AC,BC.过点C作垂直于AB的弦DE,连接AD,BD.
1、如何用表示OD?
2、如何用表示CD?
3、OD与CD的大小关系怎样?
OD
CD
几何意义:半径OD不小于半弦长CD
典例讲解
——基本不等式的应用
例1
已知都是正数,求:
(1)如果
,那么当取什么值时,取得最小值?最小值是多少?
解:
当且仅当时,等号成立
的最小值为12.
定值P
如果积等于定值
,那么当时,和有最小值
(积定和最小)
典例讲解
——基本不等式的应用
例1
已知都是正数,求:
(2)如果
,那么当取什么值时,取得最大值?最大值是多少?
解:
当且仅当时,等号成立
的最小值为81.
定值S
如果和等于定值
,那么当时,积有最大值
(和定积最大)
归纳
1、基本不等式:如果,,则有,当且仅当时,等号成立
2、利用基本不等式求最值需要同时满足三个条件:
一正:均为正数
二定:与有一个为定值
三相等:等号必须取到
3、积定和最小,和定积最大。
4、基本不等式的变形:
典例讲解
——基本不等式的应用
例2
已知,求的最小值.
解:
当且仅当,即1时,等号成立
的最小值为2.
一正
二定
三相等
变式训练
1、
已知,则的最小值为
.
2、
已知,,且,则的最小值为
.
3、
的最小值等于
.
1、解:
当且仅当,即时,等号成立
的最小值为.
变式训练
1、
已知,则的最小值为
.
2、
已知,,且,则的最小值为
.
3、
的最小值等于
.
2、解:,
当且仅当,即时,等号成立
的最小值为.
变式训练
1、
已知,则的最小值为
.
2、
已知,,且,则的最小值为
.
3、
的最小值等于
.
3、解:
当且仅当,即时,等号成立
的最小值为.
变式训练
4、下列命题正确的是(
)
A、当时,的最小值为
B、若,且,则
C、的最小值是2
D、当时,的最小值是
解析:C、不满足“三相等”:,即
无实数解,等号取不到
不满足“一正”
最大值
不满足“三相等”
D、
B
变式训练
5、已知正数满足,则有(
)
A、最小值12
B、最大值12
C、最小值144
D、最大值144
解析:
,即
当且仅当,即,时,等号成立
C
课堂小结
1、两个不等式
重要不等式
基本不等式
形式
适用范围
等号成立的条件
2、利用基本不等式求最值需要满足三个条件:
一正二定三相等