(共13张PPT)
2.2 基本不等式
第2课时
1.能用基本不等式解决生活中的实际问题
回顾:基本不等式怎么表示?
基本不等式的使用条件是什么?
基本不等式能解决哪两类问题?
例1 (1)用篱笆围成一个面积为100m的矩形菜园,当这个矩形的边长为多少时,所用篱笆最短?最短篱笆的长度是多少?
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.
怎样把本例转化为基本不等式的数学模型求解?
(2)用段长为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?
则2(x+y)=36,x+y=18
矩形菜园的面积为xy m2
当且仅当x=y,即x=y=9时,等号成立
因此,当这个矩形菜园是边长为9m的正方形时,菜园面积最大,最大面积是81m2.
问题转化为:矩形的邻边之和为定值,边长多大时面积最大.
求实际问题中最值的一般思路:
(1)先读懂题意,设出变量,理清思路,列出函数关系式.
(2)把实际问题抽象成函数的最大值或最小值问题.
(3)借助基本不等式计算确定最值.
(4)写出正确答案.
归纳总结
例2 某工厂要建造一个长方体形无盖贮水池,其容积为4800m3,深为3m.如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,怎样设计水池能使总造价最低 最低总造价是多少
解:设底面的长为xm,宽为ym,水池总造价为z元.根据题意,有:
由容积为4800m3,可得 3xy=4800
因此 xy=1600
水池的总造价由什么来决定?
例2 某工厂要建造一个长方体形无盖贮水池,其容积为4800m3,深为3m.如果池底每平方米的造价为150元,池壁每平方米的造价为120元,怎样设计水池能使总造价最低 最低总造价是多少
当x=y,即x=y=40时,等号成立.所以,将水池的地面设计成边长为40m的正方形时总造价最低,最低总造价为297600元.
即:
问题背景复杂时,先将问题简化,再用基本不等式模型求解.
1.某公司一年采购某种货物600吨,每次采购x吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则每次采购多少吨?
练一练
解:设总费用为y元,
则
当且仅当 ,即x=30时,等号成立,
答:每次采购30吨.
2.某村计划建造一个室内面积为800m2的矩形蔬菜温室.在温室内,沿左右两侧与后侧内墙各保留1m宽的通道,沿前侧内墙保留3m完的空地.设矩形温室的边长分別为a,b,确定矩形温室的边长,使蔬菜的种植面积最大.
解:室内面积为ab=800,
蔬菜的种植面积
S=(a-2)(b-4)
=ab-4a-2b+8=808-(4a+2b)≤
= =808-160=648 (m2),
当且仅当4a=2b,a=20m,b=40m时等号成立.
3.某单位决定投资3200元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,正面用铁栅,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,求:
①仓库面积S的最大允许值是多少?
②为使S达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计为多长?
解:①设铁栅长为x米,一堵砖墙长为y米,则顶部面积为S=xy,依题意得,40x+2×45y+20xy=3200,
由基本不等式得 3200≥
所以 ,即
3.某单位决定投资3200元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,正面用铁栅,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,求:
①仓库面积S的最大允许值是多少?
②为使S达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计为多长?
故 ≤10,从而S≤100,
所以S的最大允许值是100平方米,
②取得最大值的条件是40x=90y且xy=100,
求得x=15,即铁栅的长是15米.
根据今天所学,回答下列问题:
利用基本不等式解决实际问题的一般思路是什么?