资源简介 2.1.2 基本不等式【学习目标】1.通过具体实例抽象出基本不等式的内容,能理解及证明基本不等式.(数学抽象、逻辑推理)2.能熟练运用基本不等式来比较两个实数的大小.(逻辑推理、数学运算)3.能初步运用基本不等式证明简单的不等式.(逻辑推理)【自主预习】1.如果a>0,b>0,用,分别代替不等式a2+b2≥2ab中的a,b,可得到怎样的不等式 2.不等式a2+b2≥2ab和≥成立的条件是否相同 若不同,请举例说明.3.基本不等式中的a,b可以是任意值为正数的代数式吗 1.判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)对任意的a,b∈R,都有a2+b2≥2ab. ( )(2)当n∈N+时,n+>2. ( )(3)当x≠0时,x+≥2. ( )2.已知a≠0,则下列不等式正确的是( ).A.a+≥2 B.(-a)+-≤-2C.a2+≥2 D.(-a)2+-2≤-23.不等式x-2y+≥2成立的前提条件为 . 4.已知a,b,c都是正数,求证:a+b+c---≥0.【合作探究】探究1 基本不等式的证明与理解问题1:如图,这是不等式第一节课我们抽象出来的在北京召开的第24届国际数学家大会的会标,你还记得我们得出了什么样的结论吗 问题2:现在我们讨论一种特别的情况,如果a>0,b>0,我们用,分别替换上式中的a,b,能得到什么样的结论 问题3:问题2中得到的结论是否对所有的a>0,b>0都成立 请给出证明.定理:对任意a,b∈R,a2+b2≥ ,当且仅当a=b时等号成立. 推论:对任意正数a,b,≥,当且仅当a=b时等号成立.一般地,对于正数a,b,我们把称为a,b的算术平均数,称为a,b的几何平均数.把不等式≥(a>0,b>0)称为基本不等式.注意点:不等式a2+b2≥2ab与≥的适用范围和等号成立的条件.例1 “0A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件【方法总结】对基本不等式的准确掌握要抓住以下两个方面(1)基本不等式成立的条件是a,b都是正数.(2)“当且仅当”的含义:当a=b时,≤的等号成立,即a=b =;仅当a=b时,≥的等号成立,即= a=b.(多选题)下列不等式恒成立的是( ).A.a2+9≥6aB.若a≠0,则a+≥2C.若+≥2,则a>0,b>0D.若a>0,b>0,则ab≤2探究2 利用基本不等式求最值例2 (1)已知0(2)已知x>2,则x+的最小值为 . 【方法总结】在利用基本不等式求最值时要注意三点:一是各项符号均为正;二是恰当变形,合理拆分项或配凑因式;三是考虑等号成立的条件是否具备.三点缺一不可.(1)若0A.最小值0 B.最大值2C.最大值2 D.不能确定(2)已知t>0,则函数y=的最小值为 . 探究3 利用基本不等式证明例3 已知a,b,c>0,求证:++≥a+b+c.【方法总结】利用基本不等式证明不等式时,要先观察题中需证明的不等式的形式,若不能直接使用基本不等式证明,则考虑对代数式进行拆项、变形、配凑等,使之满足能使用基本不等式的条件;若题目中含有已知条件,则先观察已知条件和所证不等式之间的联系,当已知条件中隐含“1”时,要注意“1”的代换.另外,解题过程中要时刻注意等号能否取到.已知a,b,c为正数,且a+b+c=1,证明:++≥9.【随堂检测】1.若0A.aC.a<2.对x∈R且x≠0都成立的不等式是( ).A.x+≥2 B.x+≤-2C.≥ D.≥23.已知04.(1)已知x>0,求4x+的最小值;(2)已知x>0,求2-3x-的最大值;(3)已知x<,求4x-2+的最大值.参考答案2.1.2 基本不等式自主预习预学忆思1.a+b≥2.2.成立的条件不同,前者成立的条件是a与b都为实数;而后者成立的条件是a与b都为非负数.例如,(-1)2+(-2)2≥2×(-1)×(-2)是成立的,而≥是不成立的.3.可以.自学检测1.(1)√ (2)√ (3)×2.C 【解析】当a<0时,a+<0,(-a)+->0,故A,B错误.当a≠0时,由基本不等式的性质可得a2+≥2,(-a)2+-2≥2,故C正确,D错误.3.x>2y 【解析】因为基本不等式成立的前提条件是各项均为正,所以x-2y>0,即x>2y.4.【解析】∵a,b,c都是正数,∴a+b≥2,b+c≥2,a+c≥2,∴a+b+b+c+a+c≥2(++),∴a+b+c≥++,即a+b+c---≥0,当且仅当a=b=c时,等号成立.合作探究探究1 情境设置问题1:正方形的边长AB=,故正方形的面积为a2+b2,而四个直角三角形的面积为2ab,故有a2+b2≥2ab,当且仅当a=b时,等号成立.实际上该不等式对任意的实数a,b都能成立.问题2:用,分别替换上式中的a,b,可得到a+b≥2,当且仅当a=b时,等号成立.我们习惯表示成≤.问题3:(法一:作差法)-===≥0,即≥,当且仅当a=b时,等号成立.(法二:几何法)如图,AB是圆的直径,C是AB上一点,AC=a,BC=b,过点C作垂直于AB的弦DE,连接AD,BD,故有△ACD∽△DCB,故CD=,由于CD小于或等于圆的半径,故≤.新知生成2ab新知运用例1 A 【解析】a>0,b>0时,≥,当且仅当a=b时,等号成立,∴当b>a>0时,>成立,当>时,有a≠b,但a与b的大小关系不确定,故不能推出0巩固训练 AD 【解析】a2+9=a2+32≥2·a·3=6a,故A正确;当a<0时,a+<0,故B不正确;当a=b=-1时,+≥2,故C不正确;当a>0,b>0时,≥,两边平方即得ab≤2,故D正确.探究2例2 (1) (2)6 【解析】(1)∵00,∴x(4-3x)=·3x·(4-3x)≤2=,当且仅当3x=4-3x,即x=时,等号成立,故x=.(2)∵x>2,∴x-2>0,∴x+=(x-2)++2≥2+2=6,当且仅当x-2=,即x=4时,等号成立.巩固训练 (1)C (2)-2 【解析】(1)由基本不等式,得=·≤·=2,当且仅当x=4-x,即x=2时,等号成立,故有最大值2.(2)由基本不等式,得y=t+-4≥2-4=-2,当且仅当t=1时,等号成立.探究3例3 【解析】∵a,b,c>0,∴利用基本不等式可得+b≥2a,+c≥2b,+a≥2c,∴+++a+b+c≥2a+2b+2c,故++≥a+b+c,当且仅当a=b=c时,等号成立.巩固训练 【解析】++=++=3+++≥3+2+2+2=3+2+2+2=9,当且仅当a=b=c=时,等号成立.随堂检测1.B 【解析】(法一)∵0(法二)取a=2,b=8,则=4,=5,∴a<<2.D 【解析】因为x∈R且x≠0,所以当x>0时,x+≥2,当x<0时,-x>0,所以x+=--x+≤-2,所以A,B都错误;又因为x2+1≥2|x|,所以≤,所以C错误.故选D.3. 【解析】∵0∴x(1-x)≤2=,当且仅当x=1-x,即x=时,等号成立.4.【解析】(1)因为x>0,所以4x+≥2=4,当且仅当4x=,即x=时,等号成立.故4x+的最小值为4.(2)因为x>0,所以2-3x-=2-≤2-2=2-4,当且仅当3x=,即x=时,等号成立.故2-3x-的最大值为2-4.(3)因为x<,所以5-4x>0,所以4x-2+=-5-4x++3≤-2+3=1,当且仅当5-4x=,即x=1时,等号成立.故4x-2+的最大值为1.2.1.1 课时1 等式与不等式【学习目标】1.梳理等式的性质,理解不等式的概念.(数学抽象、逻辑推理)2.能用不等式(组)表示实际问题的不等关系.(逻辑推理)3.初步学会利用作差法比较两实数的大小.(逻辑推理)【自主预习】1.我们学过等式和不等式,那么什么是等式 什么是不等式 2.在数轴上不同的点A与点B分别表示两个不同的实数a与b.如果a-b分别是正数、零、负数,那么a,b之间具有怎样的大小关系 1.判断下列结论是否正确.(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)不等式x≥2的含义是x不小于2.( )(2)若a(3)x为非正数可表示为“x≥0”. ( )2.若M=x2-x,N=x-2,则M与N的大小关系为( ).A.M>NB.MC.M=ND.不能确定3.某工厂八月份的产量比九月份的产量少;甲物体比乙物体重;A容器的容积不小于B容器的容积.若前一个量用a表示,后一个量用b表示,则上述事实可表示为 ; ; . 【合作探究】探究1 不等关系与不等式商人如果将进货单价为8元的商品按每件10元销售,每天可销售100件,现在他采用提高售价,减少进货量的办法增加利润.已知这种商品的售价每提高1元,销售量就相应减少10件.问题1:上述问题中的利润如何计算 问题2:如果把提价后的商品售价设为x元,那么怎样用不等式表示每天的利润不低于300元 不等关系与不等式用数学符号“≠”“>”“<”“≥”“≤”连接两个数或代数式,以表示它们之间的不等关系,含有这些不等号的式子叫作不等式.例1 某汽车公司因发展需要,需购进一批汽车,计划使用不超过1 000万元的资金购买单价分别为40万元、90万元的A型汽车和B型汽车.根据需要,至少要买5辆A型汽车,6辆B型汽车.写出满足上述所有不等关系的不等式(组).【方法总结】在用不等式(组)表示实际问题中的不等关系时,先通过审题,设出未知量,找出其中的不等关系,再将不等关系用不等式表示出来,即得不等式或不等式组.有如图所示的两种广告牌,其中图1是由两个等腰直角三角形构成的,图2是一个矩形,则这两个广告牌面积的大小关系可用含字母a,b(a≠b)的不等式表示为 . 探究2 实数a,b的大小比较问题:我们知道,由于数轴上的点与实数一一对应,故可以利用数轴上点的位置关系来规定实数的大小关系,具体是如何规定的呢 基本事实:(1)a>b a-b>0;(2)a=b a-b=0;(3)a例2 已知a,b为正数,且a≠b,比较a3+b3与a2b+ab2的大小.【方法总结】用作差法比较两个实数大小的步骤已知x≤1,比较3x3与3x2-x+1的大小.探究3 不等关系的实际应用例3 某单位组织职工包车前往某地参观学习.甲车队说:“若领队买一张全票,则其余人可享受全票价的7.5折优惠”.乙车队说:“若你们买团体票,则可按原价的8折享受优惠.”这两个车队的原价、车型都是一样的.试根据单位去的人数,比较两车队的收费哪家更优惠.【方法总结】解决决策优化型应用题,首先要确定制约决策优化的关键量是哪一个,然后用作差法比较它们的大小即可.甲、乙一同去超市购买大米,去了两次,这两次大米的价格不同,甲和乙购买的方式也不同,其中甲每次购进100千克大米,而乙每次用去100元钱.谁的购买方式更合算 【随堂检测】1.现要完成一项装修工程,请木工需付工资每人500元,请瓦工需付工资每人400元,工人工资的预算为20 000元.设请木工x人,瓦工y人,则x,y满足的关系式是( ).A.5x+4y<200 B.5x+4y≥200C.5x+4y=200 D.5x+4y≤2002.若m=x2-1,n=2(x+1)2-4(x+1)+1,则m与n的大小关系是( ).A.mnC.m≥n D.m≤n3.比较大小:x2-3x+9 (x-2)(x-1).(填“≤”“≥”“<”或“>”) 4.某人打算从甲地出发至乙地,现有两种方案可供选择.第一种方案:在前一半路程的速度为v1,在后一半路程的速度为v2(v1≠v2),平均速度为.第二种方案:在前一半时间的速度为v1,在后一半时间的速度为v2(v1≠v2),平均速度为'.与'的大小关系为 . 参考答案2.1.1 课时1 等式与不等式自主预习预学忆思1.表示两个数或两个数学表达式相等的式子;表示两个数或两个数学表达式不等的式子.2.a,b之间的大小关系分别为a>b,a=b,a自学检测1.(1)√ (2)√ (3)×2.A 【解析】∵M-N=x2-x-(x-2)=(x-1)2+1>0,∴M>N.3.ab a≥b合作探究探究1 情境设置问题1:利润=销售量×单件利润.问题2:当提价后商品的售价为x元时,销售量减少×10件,因此,每天的利润为(x-8)[100-10(x-10)]元,则“每天的利润不低于300元”可以用不等式表示为(x-8)[100-10(x-10)]≥300.新知运用例1 【解析】设购买A型汽车和B型汽车的数量分别为x辆、y辆,则巩固训练 (a2+b2)>ab探究2 情境设置问题:如图,设a,b是两个实数,它们在数轴上所对应的点分别是A,B.那么,当点A在点B的左边时,ab.新知运用例2 【解析】(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.巩固训练 【解析】3x3-(3x2-x+1)=(3x3-3x2)+(x-1)=3x2(x-1)+(x-1)=(3x2+1)(x-1).∵x≤1,∴x-1≤0,又3x2+1>0,∴(3x2+1)(x-1)≤0,∴3x3≤3x2-x+1.探究3例3 【解析】设该单位去的职工有n(n∈N+)人,全票价为x元,坐甲车需花费y1元,坐乙车需花费y2元,则y1=x+x(n-1)=x+nx,y2=nx.y1-y2=x+nx-nx=x-nx=x1-,当n=5时,y1=y2;当n>5时,y1当n<5时,y1>y2.因此,当单位去的人数为5时,两车队的收费相同;当人数多于5时,选甲车队更优惠;当人数少于5时,选乙车队更优惠.巩固训练 【解析】设两次大米的价格分别为a元/千克,b元/千克(a>0,b>0,a≠b),则甲两次购买大米的平均价格(单位:元/千克)是=,乙两次购买大米的平均价格(单位:元/千克)是==.因为-==>0,所以>.所以乙购买大米的方式更合算.随堂检测1.D 【解析】依题意,得500x+400y≤20 000,即5x+4y≤200.2.D 【解析】∵n-m=x2≥0,∴m≤n.3.> 【解析】因为x2-3x+9-(x-2)(x-1)=x2-3x+9-(x2-3x+2)=7>0,所以x2-3x+9>(x-2)(x-1).4.<' 【解析】第一种方案:设总路程为2s,则==.第二种方案:设总时间为2t,则'==.∵'-=-==>0,∴'>,即<'.2.1.3 基本不等式的应用【学习目标】1.熟练掌握基本不等式及其变形的应用.(逻辑推理、数学运算)2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.(逻辑推理、数学运算)3.能够运用基本不等式解决生活中的应用问题.(数学建模)【自主预习】1.已知x,y都为正数,若积xy是定值p,则如何求它们和的最小值 2.已知x,y都为正数,如果和x+y是定值s,那么如何求积xy的最大值 3.如果两个正数的积为定值,那么它们的和一定有最小值吗 1.若实数a,b满足a+b=1,则ab的最大值为( ).A.2 B.1 C. D.2.已知实数x,y满足x>0,y>0,且+=1,则x+2y的最小值为( ).A.2 B.4 C.6 D.83.某公司一年购买某种货物400吨,每次都购买x吨,运费为4万元/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x= . 【合作探究】探究1 有关基本不等式的结论已知x,y都为正数,则:(1)如果积xy是定值p,那么当且仅当x=y时,和x+y有最小值2;(2)如果和x+y是定值s,那么当且仅当x=y时,积xy有最大值.简记为“积定和最小,和定积最大”.利用基本不等式求最值的关键词:一正、二定、三相等.(1)一正:各项符号必须为正;(2)二定:各项之和或各项之积为定值;(3)三相等:必须验证等号成立的条件是否具备. 例1 (1)若m>0,n>0,mn=9,则m+n的最小值为( ).A.4 B.4 C.6 D.18(2)已知x>0,y>0,且x+=4,则xy的最大值为 . 【方法总结】配凑法的实质在于代数式的灵活变形,配系数、凑常数是关键,利用配凑法求最值应注意以下几个方面:①配凑的技巧,以整式为基础,注意利用系数的变化以及等式中常数的调整,做到等价转换;②代数式的变形以配凑出和或积的定值为目标;③拆项、变形、配凑应注意利用基本不等式的前提.设x>0,y>0,且x+y=18,则xy的最大值为( ).A.80 B.77 C.81 D.82已知a>0,b>0,且ab=2,则+的最小值为 . 探究2 “1”的代换法求最值例2 已知x>0,y>0,且+=1,求x+y的最小值.【变式探究1】本例条件变为“x>0,y>0,2x+8y=xy”,试求x+y的最小值.【变式探究2】本例条件变为“x>0,y>0,x+y=1”,试求+的最小值.【方法总结】1.常值代换法适用于求解条件最值问题.求最值的方法步骤:(1)根据已知条件或其变形确定定值(常数);(2)把确定的定值(常数)变形为1;(3)把“1”的表达式与所求最值的表达式相乘或相除,进而构造和或积的形式;(4)利用基本不等式求解最值.2.若常值代换法不适用于求条件最值,则对条件变形,直接使用基本不等式,建立以目标函数为整体的不等式,解不等式可得最值.已知x,y均为正实数,且满足x+2y=2xy.(1)求xy的最小值;(2)求x+y的最小值.探究3 基本不等式的应用例3 如图所示,动物园要围成面积相同的长方形虎笼四间,一面可利用原有的墙,其他各面用钢筋网围成.(1)现有可围36 m长钢筋网的材料,每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使每间虎笼的面积最大 (2)若每间虎笼面积为24 m2,则每间虎笼的长、宽各设计为多少时,可使围成四间虎笼的钢筋网总长最小 【方法总结】应用基本不等式解决实际问题的步骤(1)理解题意,设出变量.(2)建立相应的函数关系,把实际问题抽象成求函数的最大值或最小值问题.(3)在取值范围内,求出函数的最大值或最小值.(4)根据实际背景写出答案.某单位用2 160万元购得一块空地,计划在该地块上建造一栋至少10层,每层2 000平方米的楼房.经测算,若将楼房建为x(x≥10)层,则每平方米的平均建筑费用(单位:元)为560+48x.为了使楼房每平方米的平均综合费用最少,该楼房应建为多少层 注:平均综合费用=平均建筑费用+平均购地费用,平均购地费用=【随堂检测】1.已知x>0,y>0,且满足x+6y=6,则xy有( ).A.最大值 B.最小值C.最大值1 D.最小值12.已知a>0,b>0,且2a+=1,则+b的最小值为( ).A.2 B.3 C.8 D.93.(多选题)已知a>0,b>0,a+b=2,则对于+,下列说法正确的是( ).A.取最值时,a= B.最大值是5C.取最值时,b= D.最小值是4.设自变量x对应的因变量为y,在满足对任意的x,不等式y≤M都成立的所有常数M中,将M的最小值叫作y的上确界.若a,b为正数,且a+b=1,则--的上确界为 . 参考答案2.1.3 基本不等式的应用自主预习预学忆思1.根据基本不等式求它们和的最小值.因为x,y都为正数,且xy是定值p,所以x+y≥2=2,当且仅当x=y时,等号成立,所以x+y的最小值为2.2.由已知可得x+y≥2,所以xy≤=,当且仅当x=y时,积xy取得最大值,最大值为.3.不一定.应用基本不等式求最值时要求等号能取到.自学检测1.D 【解析】∵ab≤,a+b=1,∴ab≤,即ab≤,当且仅当a=b=时,等号成立,∴(ab)max=.2.D 【解析】∵x>0,y>0,且+=1,∴x+2y=(x+2y)+=4++≥4+2=8,当且仅当=,+=1,即x=4,y=2时,等号成立,故x+2y的最小值为8.3.20 【解析】总运费与总存储费用之和y=4x+·4=4x+≥2=160,当且仅当4x=,即x=20时,等号成立.合作探究探究1新知运用例1 (1)C (2)8 【解析】(1)因为m>0,n>0,mn=9,所以m+n≥2=6,当且仅当m=n=3时,等号成立,故m+n的最小值为6.(2)xy=2·x·≤22=8,当且仅当x=,即x=2,y=4时,等号成立,所以xy的最大值为8.巩固训练1 C 【解析】因为x>0,y>0,所以xy≤2=81,当且仅当x=y=9时,等号成立,所以xy的最大值为81.巩固训练2 2 【解析】+≥2=2=2,当且仅当=,即a=,b=2时,等号成立,∴+的最小值为2.探究2例2 【解析】∵x>0,y>0,+=1,∴x+y=+·(x+y)=++10≥2+10=16,当且仅当即时,等号成立,∴x+y的最小值为16.变式探究1 【解析】由2x+8y=xy,得y=.∵x>0,y=>0,∴x-8>0,∴x+y=x+=x+=(x-8)++10≥2 +10=18,当且仅当x-8=,即x=12时,等号成立,∴x+y的最小值是18.变式探究2 【解析】+=(x+y)+=10++≥10+2=16,当且仅当=,x+y=1,即x=,y=时,等号成立,∴+的最小值为16.巩固训练 【解析】(1)因为x,y>0,且x+2y=2xy,由基本不等式得2xy=x+2y≥2,解得≥,所以xy≥2,当且仅当即时,等号成立,所以xy的最小值为2.(2)因为x,y>0,且x+2y=2xy,所以+=1,所以x+y=+(x+y)=++≥2+=+,当且仅当即时,等号成立,所以x+y的最小值为+.探究3例3 【解析】(1)设每间虎笼的长为x m,宽为y m,则由条件得4x+6y=36,即2x+3y=18,设每间虎笼的面积为S,则S=xy.∵2x+3y≥2=2,∴2≤18,得xy≤,即S≤,当且仅当2x=3y时,等号成立.由解得故每间虎笼的长为4.5 m,宽为3 m时,面积最大.(2)(法一)由条件知S=xy=24,设钢筋网总长为l m,则l=4x+6y.∵2x+3y≥2=2=24,∴l=4x+6y=2(2x+3y)≥48,当且仅当2x=3y时,等号成立.由解得故每间虎笼的长为6 m,宽为4 m时,钢筋网总长最小.(法二)由xy=24,得x=,∴l=4x+6y=+6y=6≥6×2=48,当且仅当=y,即y=4时,等号成立,此时x=6.故每间虎笼的长为6 m,宽为4 m时,钢筋网总长最小.巩固训练 【解析】由题意知,每平方米的平均购地费用为=,∴每平方米的平均综合费用y=560+48x+=560+48x+.当x+取最小值时,y取得最小值.∵x≥10,∴x+≥2=30,当且仅当x=,即x=15时,等号成立.∴当x=15时,y取得最小值,最小值为2 000元.故该楼房建为15层时,每平方米的平均综合费用最少.随堂检测1.A 【解析】xy=≤2=×9=,当且仅当即时,等号成立.故选A.2.D 【解析】+b=+b·2a+=5++2ab≥5+2=9,当且仅当即时,等号成立,所以+b的最小值为9.3.AD 【解析】因为a+b=2,所以+=+=+++2≥+2=,当且仅当=,且a+b=2,即a=,b=时,等号成立.4.- 【解析】因为a,b为正数,且a+b=1,所以+=+(a+b)=++≥+2=,当且仅当=,且a+b=1,即a=,b=时,等号成立,因此有--≤-,即--的上确界为-. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2.1.1 课时1 等式与不等式 导学案 2025-2026学年湘教版(2019)高中数学必修第一册.docx 2.1.2 基本不等式 导学案 2025-2026学年湘教版(2019)高中数学必修第一册.docx 2.1.3 基本不等式的应用 导学案 2025-2026学年湘教版(2019)高中数学必修第一册.docx