第二章 一元二次函数、方程和不等式
2.2 基本不等式(共2课时)
2.2.1基本不等式(第1课时)
1.了解基本不等式的代数和几何背景.(数学抽象)
2.理解并掌握基本不等式及其变形.(逻辑推理)
3.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.(数学运算)
4.会用基本不等式进行代数式大小的比较及证明不等式.(逻辑推理)
5.会用基本不等式求最值问题和解决简单的实际问题.(数学运算)
1.教学重点:从不同角度探索不等式的证明过程,会用此不等式求某些简单函数的最值;
2.教学难点:基本不等式等号成立条件;
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教学过程
教学设计意图
核心素养目标
(一)、情景导学
如图是在北京召开的第24界国际数学家大会的会标,会标是根据中国古代数学家赵爽的弦图设计的,赵爽是为了证明勾股定理而绘制了弦图。
弦图既标志着中国古代的数学成就,又象一只转动的风车,欢迎来自世界各地的数学家们。
教师引导学生从面积的关系去找相等关系或不等关系.
思考1:这图案中含有怎样的几何图形?
思考2:你能发现图案中的相等关系或不等关系吗?
(二)、探索新知
1.探究图形中的不等关系
将图中的“风车”抽象成如图,在正方形中有4个全等的直角三角形.设直角三角形的两条直角边
长为,(),那么正方形的边长为.
这样,4个直角三角形的面积的和是,正方形的面积为.
由于4个直角三角形的面积之和小于正方形的面积,我们就得到了一个不等式:.
当直角三角形变为等腰直角三角形,即时,正方形缩为一个点,这时有.(通过几何画板演示当时的图像)
2.得到结论(重要不等式):一般的,对于任意实数,,我们有,当且仅当时,等号成立。
3.思考证明:你能给出它的证明吗?(设计意图:证明:因为,当且仅当时等号成立
4.(1)基本不等式:如果,我们用、分别代替、,可得,通常我们把上式写作:基本不等式(,)(当且仅当时,取等号)
5.基本不等式:(1)在数学中,我们称为、的算术平均数,称为、的几何平均数.本节定理还可叙述为:两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.此不等式又叫均值不等式。
(2)从不等式的性质推导基本不等式
如果学生类比重要不等式的证明给出证明,再介绍书上的分析法。
用分析法证明:证明不等式
证明:要证
只要证
只要证
只要证显然,是成立的.
当且仅当时,(3)中的等号成立.
【归纳总结】
1、由图我们得到了重要不等式:
通过换元我们得到了基本不等式:
(2)两个不等式的区别和联系:区别:,范围不同;联系:等号成立的条件相同
(3)从形的角度来看,基本不等式具有特定的几何意义;
从数的角度来看,基本不等式揭示了“和”与“积”这两种结构间的不等关系
(三)典例解析
利用基本不等式求最值
解析:
解析:
基本不等式的使用条件
解析:
解: ∵ ,当且仅当 2x=(1-2x), 即时, 取“=”号.∴当时, 函数y=x(1-2x)的最大值是.跟踪训练
通过介绍第24届国际数学家大会会标的背景,进行设问,引导学生观察分析,发现图形中蕴藏的基本不等式,培养学生数学抽象和逻辑推理的核心素养,同时渗透数学文化,和爱国主义教育。
通过图形得到了重要不等式的几何解释,为了更准确地感知和理解,再从数学的逻辑方面给出证明,不仅培养了学生严谨的数学态度,而且还可以从中学习到分析法证明的大体过程,培养和发展数学抽象和逻辑推理的核心素养,增强数形结合的思想意识。
从不同的侧面理解不等式,培养学生数形结合的思想意识。;
通过典型例题的解析和跟踪练习,让学生明确运用基本不等式的三个关键步骤;一正、二定、三相等,发展严谨细致的思考习惯,训练思维的灵活性。
三、达标检测
1.下列不等式中,正确的是()
A.a+≥4B.a2+b2≥4ab
C.≥D.x2+≥2
解析:选D.a<0,则a+≥4不成立,故A错;a=1,b=1,a2+b2<4ab,故B错,a=4,b=16,则<,故C错;由基本不等式可知D项正确.
2.若,则的最小值是()
A. B.C.D.
解析:选D.,所以,所以.当且仅当即时取等号.
3.若,都是正数,则的最小值为()
A. B. C. D.
解析:选C.因为a,b都是正数,所以,当且仅当b=2a>0时取等号.
4.已知x>0,y>0,且+=1,则x+y的最小值为________.
解析:x+y=(x+y)·=10++
≥10+2=10+6=16.即x=4,y=12时等号成立,所以x+y的最小值为16.通过练习巩固本节所学知识,提高学生运用基本不等式解决问题的能力,感悟其中蕴含的数学思想,增强学生的逻辑推理和数学运算素养。
四、小结
本节课,我们学习了重要不等式a2+b2≥2ab;基本不等式;两正数a、b的算术平均数(),几何平均数()及它们的关系(≥).它们成立的条件不同,前者只要求a、b都是实数,而后者要求a、b都是正数.它们既是不等式变形的基本工具,又是求函数最值的重要工具(下一节我们将学习它们的应用).五、作业
1.习题2.21,2,4,5题
2.预习下节课内容
生学生根据课堂学习,自主总结知识要点,及运用的思想方法。注意总结自己在学习中的易错点;
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