(共26张PPT)
§3
不等式
3.1
不等式的性质
我们知道,等式有一些基本性质,如
不等式是否有类似性质呢?
带着这个问题,我们进入本节课的学习!
梳理等式的性质,理解不等式的概念,掌握不等式的性质。
理解不等式的概念,掌握不等式的性质(数学抽象)
会用不等式的性质证明不等式或解决范围问题(逻辑推理)
在初中的数学中,可以利用数轴比较任意两个实数a,b的大小。关于实数a,b大小的比较,有以下基本事实:如果a-b是正数,那么a>b;
如果a-b等于0,那么a=b;
如果a-b是负数,那么a探究一
不等式的性质
(传递性)
性质1
a>b且b>c,那么a>c
分析:要证a>c只需证a-c>0
证明:因为a>b且b>c
所以a-b>0,b-c>0
从而a-c=(a-b)+(b-c)>0,即a>c
性质2
a>b,那么a+c>b+c
分析:要证a+c>b+c只需证(a+c)-(b+c)>0
证明:因为a>b且a-b>0
所以(a+c)-(b+c)=a-b>0,即a+c>b+c
(可加性)
性质3
性质4
性质5
特殊地,
性质6
对于实数a,b,c,给出下列命题:
①若a>b,则ac2>bc2;
②若aab>b2;
③若a>b,则a2>b2;
其中,正确命题的序号是 .?
【即时练习】
②
【解析】直接利用不等式的基本性质逐一判断.
对于①,∵c2≥0,∴只有c≠0时才成立,故①不正确;
对于②,aab;ab2,故②正确;
对于③,若0>a>b,则a2但(-1)2<(-2)2,故③不正确;
不等式的性质是证明不等式和解不等式的理论基础,必须熟练掌握,注意不等式性质中的条件.
【规律总结】
你还有其他证明方法吗?
探究二
不等式的性质的应用
证明:
还可以利用作差法.
1.比较下列两个代数式的大小:x2+3与3x;
2.已知a,b均为正数,且a≠b,比较a3+b3与a2b+ab2的大小.
提示:我们知道,a-b>0?a>b,a-b<0?a【变式训练】
【解析】1.(x2+3)-3x=x2-3x+3
∴x2+3>3x
2.(a3+b3)-(a2b+ab2)=a3+b3-a2b-ab2
=a2(a-b)-b2(a-b)=(a-b)(a2-b2)
=(a-b)2(a+b).
∵a>0,b>0,且a≠b,∴(a-b)2>0,a+b>0.
∴(a3+b3)-(a2b+ab2)>0,即a3+b3>a2b+ab2.
例2
【规律总结】
【变式训练】
D
不等式
的性质
核心知识
方法总结
易错提醒
核心素养
利用不等式性质判断正误的方法:
(1)直接法:正确的说法利用不等式的相关性质或函数的相关性质证明;
说法错误的只需举出一个反例即可。
(2)特殊值法:取值的原则:一是满足题设条件;二是取值要简单,便于验证计算;三是所取的值要有代表性.
(1)不等式两边同乘或除以负数时,要变号;
(2)同乘或除以代数式时,要注意代数式的正负分类讨论
逻辑推理:通过等式性质,类比推理不等式性质,培养逻辑推理的核心素养
数学建模:不等式的实际应用,培养数学建模的核心素养
对称性,传递性
同加保序性
乘正保序性
移项法则
正数同向可乘性
乘负反序性
正数乘方保序性
1.设x<a<0,则下列不等式一定成立的是( )
A.x2<ax<a2
B.x2>ax>a2
C.x2<a2<ax
D.x2>a2>ax
B
【解析】选B.∵x<a<0,∴x2>a2.
∵x2-ax=x(x-a)>0,∴x2>ax.
又ax-a2=a(x-a)>0,∴ax>a2.
∴x2>ax>a2.
2.已知a>b,c>d,且cd≠0,则( )
A.ad>bc
B.ac>bc
C.a+c>b+d
D.a-c>b-d
C
【解析】选C.∵a>b,c>d,∴a+c>b+d.
D
【解析】选D.
4.
判断正误
已知a>b且c>d
?
a-b>d-c.
(
)
?
a+d>b+c.(
)
×
√
【解析】
?∵a>b且c>d
∴a-b>0,
d-c<0即a-b>d-c.
?举反例a=5,b=1,c=10,d=2
则a+d>b+c错误
【解析】
人生有两段路要走,一段是必须走的路,一段是想走的路,必须走的路先走好,才有机会走想走的路。(共25张PPT)
3.2
基本不等式
第1课时
基本不等式
如图,是2002年8月在北京召开的第24届国际数学家大会的会标.它依据我国著名数学家赵爽为研究勾股定理作的弦图进行设计,颜色的明暗使其看起来像一个风车.
问题: 依据会标,你能找到一些相等或不等关系吗?
掌握基本不等式
,结合具体实例,能用基本不等式解决简单的最大值和最小值问题。
理解基本不等式
(数学抽象)
能用基本不等式解决简单的求最大值或最小值的问题(数学运算)
能运用基本不等式证明不等式和比较代数式的大小(逻辑推理、数学运算)
1.你能在这个图案中找出一些相等关系或不等关系吗?
B
A
C
D
E
F
G
H
探究一
基本不等式
B
A
C
D
E
F
G
H
则正方形ABCD的面积
是________,
这4个直角三角形的面积之和是_________,
设AE=a,BE=b,
a2+b2
2ab
>
提示:
当且仅当a=b时,等号成立,
提示:
一般地,对于任意实数a,b,我们有
当且仅当a=b时,等号成立.
3.你能给出它的证明吗?
特别地,
我们用
,
分别代替
可得
4.你能用不等式的性质直接推导吗?
通常我们把上式写作
证明:要证
只要证
①
要证①,只要证
②
要证②,只要证
③
显然,
③是成立的.当且仅当a=b时,
③中的等号成立.
基本不等式:
注意:(1)a,b均为正数;
(2)当且仅当a=b时取等号.
D
A
B
C
E
如图,AB是圆的直径,C是AB上任一点,AC=a,CB=b,过点C作垂直于AB的弦DE,连接AD,BD,
则CD=__,
半径为__.
CD小于或等于圆的半径.
用不等式表示为
上述不等式当且仅当点C与圆心重合,即当a=b时,等号成立.
几何意义:半径不小于半弦.
可以叙述为:
两个正数的几何平均数不大于它们的算术平均数.
叫做正数a,b的算术平均数,
叫做正数a,b的几何平均数.
基本不等式
1.基本不等式
(1)重要不等式:对于任意实数a、b,
都有a2+b2
2ab,
当且仅当
时,等号成立.
(2)基本不等式
①形式:
②成立的前提条件:
;
③等号成立的条件:当且仅当
时取等号.
≥
a=b
a>0,b>0
a=b
【即时练习】
√
√
和定积最大
已知
a>0,b>0,a+b=1,
求证:
【解析】由于不等式左边含字母a,b,右边无字母,直接使用基本不等式,既无法约掉字母,不等号方向又不对,因a+b=1,能否把左边展开,实现“1”的代换?
探究二
利用基本不等式证明简单的不等式
当且仅当
时取等号.
【变式训练】
【解析】∵a,b,c都是正数,
∴
∴
即
配凑法:根据已知条件配凑基本不等式所满足的条件
构造法:通过不等式的放缩将所给等量关系变为不等式
函数法:用代换法转化为函数问题再求函数的最大(小)值
核心知识
方法总结
易错提醒
核心素养
重要不等式
基本不等式
(1)应用基本不等式
时,注意一正二定三相等的条件
(2)注意分析给定不等式,变形、组合、添加系数的目的是使之能够出现定值
逻辑推理、数学运算:用重要不等式、基本不等式求最值,培养逻辑推理与数学运算的核心素养
【解析】选B.因为x>0,y>0,
所以(1+x)·(1+y)=1+x+y+xy=1+8+xy
所以原式最大值为25当且仅当x=y=4时
取最大值。
1.
已知x>0,y>0,且x+y=8,则(1+x)·(1+y)的最大值为
( )
A.16
B.25
C.9
D.36
B
B
【解析】选B.
3.设a,b∈R,a=3-b,则2a+2b的最小值是________.
【解析】
乾坤未定,你我皆是黑马!(共26张PPT)
第2课时
基本不等式的应用
(1)某养殖场要用100米的篱笆围成一个矩形的鸡舍,怎样设计才能使鸡舍面积最大?
(2)某农场主想用篱笆围成一个10000平方米的矩形农场,怎样设计才能使所用篱笆最省呢?
1.进一步熟练掌握基本不等式,能够通过拼凑、变形等利用基本不等式求最值.
2.能够利用基本不等式解决实际问题.
能够利用基本不等式求函数的最值和代数式的最值(数学运算)
能用基本不等式解决简单实际问题中的最值问题(数学建模)
提示:设矩形菜园的长为x
m,宽为y
m,面积确定,
则xy=100,篱笆的长为2(x+y)m.即求(x+y)的最小值.
例1
用篱笆围一个面积为100
m2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?
探究一
基本不等式在求最值中的应用
【解析】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.
当且仅当x=y时等号成立,此时x=y=10.
因此,这个矩形的长、宽都为10
m时,所用篱笆最短,最短篱笆是40
m.
结论1
两个正数积为定值,则和有最小值.
当xy的值是常数
时,当且仅当x=y时,
x+y有最小值
【规律方法】
提示:设矩形菜园的长为x
m,宽为y
m,周长确定,则2(x+y)=36,篱笆的面积为xy
m2.即求xy的最大值.
例2
一段长为36
m的篱笆围成一个矩形菜园,问这个矩形的长、宽各为多少时,菜园的面积最大.最大面积是多少?
【解析】设矩形菜园的长为x
m,宽为y
m,
则
2(x
+
y)=
36,
x+
y=18,
矩形菜园的面积为xy
m2
.
当且仅当x=y=9时,等号成立.
因此,这个矩形的长、宽都为9
m时,
菜园的面积最大,最大面积是81
m2
.
结论2
两个正数和为定值,则积有最大值.
当x+y的值是常数S时,当且仅当x=y时,
xy有最大值
【规律方法】
注意:①各项皆为正数;
②和为定值或积为定值;
③注意等号成立的条件.
一“正”,
二“定”,
三“等”.
最值定理
结论1
两个正数积为定值,则和有最小值.
结论2
两个正数和为定值,则积有最大值.
例3
某工厂要建造一个长方体形无盖贮水池,其容积为4
800
m3,深为3
m.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?
提示:水池呈长方体形,高为3
m,底面的长与宽没有确定.
如果底面的长与宽确定了,水池总造价也就确定了.因此应当考察底面的长与宽取什么值时水池总造价最低.
由容积为4
800
m3
,可得3xy=4
800,因此xy=1
600.由基本不等式与不等式的性质,可得
【解析】设底面的长为x
m,宽为y
m,水池总造价为z元,根据题意,有
所以,将水池的底面设计成边长为40
m的正方形时总造价最低,最低总造价是297
600元.
1.化正型
探究二
基本不等式在求最大、最小值中的应用
【解析】
注意因式是负数时的处理
例5
求函数
的最小值.
2.凑定型
【解析】
注意:
合理地拆分转化,构造和为定值或积为定值,并利用基本不等式的条件来求解,是解决此类问题的关键.
【规律方法】
例6
已知x>0,y>0,且2x+y=1,求
的最小值.
3.整体代换型
当且仅当
即
时取“=”号.
即此时
【解析】
对于给定条件求最值的问题,常可采用乘“1”变换的方法,创造使用基本不等式的条件.
【规律方法】
基本不等式的应用
核心知识
方法总结
易错提醒
核心素养
求最值
证明不等式
实际应用
(1)整体代换求最值
①根据变形确定定值;②把定值变形为1;③构造和或积的形式;④利用基本不等式求解最值.
(2)证明不等式的方法与特征:
①方法:从已知条件出发,借助不等式的性质和有关定理,经过逻辑推理,最后转化为所求问题,
②特征:从“已知”看“可知”,逐步推向“未知”
(1)证明不等式:
①多次使用基本不等式,要注意等号能否成立;
②注意使用;累加法和拼凑法
(2)用基本不等式解决实际问题时,注意变量的取值范围、等号能否取到,最终结果要转化为实际意义
数学建模:通过基本不等式的实际应用,培养数学建模的核心素养
逻辑推理:通过不等式的证明,培养逻辑推理的核心素养
1.判断题
已知x>2,则
的最小值是2.(
)
【解析】当且仅当x=1时才能取得最小值,但x>2.
不满足要求。
×
2.x>0,y>0
且2x+8y-xy=0,求x+y的最小值。
【解析】由题意得2x+8y=xy
3.某工厂第一年的产量为A,第二年的增长率为a,第三年的增长率为b,则这两年的平均增长率x与增长率的平均值的大小关系为________.
【解析】
既然选择了远方,便只顾风雨兼程;既然目标是地平线,留给世界的只能是背影。