2.2 导学1 利用基本不等式求最值同步学案(课件+学案)2026-2027学年高中数学必修第一册人教A版

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2.2 导学1 利用基本不等式求最值同步学案(课件+学案)2026-2027学年高中数学必修第一册人教A版

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(共23张PPT)
二、基本不等式
导学1 利用基本不等式求最值
 高中数学 必修 第一册
一元二次函数、方程和不等式
第二章
知 识 点 一
1. 基本不等式:如果a>0,b>0,则_______,当且仅当__________时,等号成立.
2. 其中,_________叫做正数a,b的算术平均数, ________叫做正数a,b的几何平均数.
3. 两个正数的算术平均数__________它们的几何平均数.
知 识 梳 理
知识点一 基本不等式的证明与理解

a=b
不小于
例1 给出下面三个推导过程:
①∵a,b为正实数,∴≥2=2;②∵a∈R,a≠0,∴+a≥2=4;
③∵x,y∈R,xy<0,
∴=-≤-2=-2.
其中正确的是(  )
A. ①② B. ①③
C. ②③ D. ①②③
【解析】①∵a,b为正实数,∴为正实数,符合基本不等式的条件,①推导正确;②∵a∈R,a≠0,不符合基本不等式的条件,∴②的推导是错误的;③由xy<0,得均为负数,但在推导过程中将整体提出负号后,-,-均变为正数,符合基本不等式的条件,③推导正确.
B
[反思感悟] 利用基本不等式判断命题真假的步骤
(1)检查是否满足应用基本不等式的条件;
(2)应用基本不等式;
(3)检验等号是否成立.
知 识 点 二
已知x,y都为正数,则
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值__________;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值
__________.
简记为:积定和最__________,和定积最__________.
知 识 梳 理
知识点二 利用基本不等式求简单式子的最值
2
S2


例2 (1)若x>0,求y=4x+的最小值;
(2)设0<x<,求函数y=4x(3-2x)的最大值.
解:(1)∵x>0,∴由基本不等式得y=4x+≥2=2=12,当且仅当4x=,即x=时,等号成立,∴y=4x+的最小值是12.
(2)∵0<x<,∴3-2x>0,∴y=4x(3-2x)=2[2x(3-2x)] ≤2,当且仅当2x=3-2x,即x=时取等号,∴y的最大值是.
[延伸探究] 本例(1)改为:“若x<0,求y=4x+的最大值.”
解:∵x<0,∴-x>0,∴(-4x)+≥2=12,∴y=4x+=-≤-12,当且仅当-4x=-,即x=-时,等号成立,∴原式的最大值是-12.
[反思感悟] 利用基本不等式求最值的注意点
(1)一正:各项必须为正.
(2)二定:各项之和或各项之积为定值.
(3)三相等:必须验证取等号时的条件是否具备.
知 识 点 三
知识点三 变形应用基本不等式求最值
角度1 构造法求最值
例3 (1)当x>0时,y=的最小值是__________;
(2)当x>3时,y=2x+的最小值是__________.
10
解:(1)当x>0时,≥2,当且仅当x=2时,等号成立,∴当x>0时,y=的最小值是.
(2)∵x>3,∴2x-6>0,∴y=2x+=(2x-6)++6≥2+6=2×2+6=10,当且仅当2x-6=,即x=4时取等号,∴y=2x+的最小值是10.
[反思感悟] 用构造法求最值的策略:将已知数学表达式变形,构造出符合基本不等式条件的形式(和或积为定值).解题时应对照已知和所求的式子进行适当的拆项、添项、配凑、变形等方法创设应用基本不等式的条件.
角度2 巧用“1”的代换求最值
例4 已知a>0,b>0,且=1,求a+b的最小值.
解:∵a>0,b>0,=1,∴a+b=·(a+b)=
1+16+≥17+2=17+2×4=25,当且仅当,即b2=16a2时,等号成立.
由解得∴当a=5,b=20时,a+b取得最小值25.
[反思感悟] “1”的代换就是指凑出“1”,使要求的式子通过变形后达到运用基本不等式的条件,即积为定值,凑的过程中要特别注意等价变形.
随 堂 巩 固
1. 若实数a,b满足b>a>0,则下列不等式中,恒成立的是
(  )
A. 2a+≥2 B. 2a+≤2
C. 2a+<2 D. 2a+>2
A
2. 下列结论中,正确的是(  )
A. 当x>0,且x≠1时,x+的最小值是2
B. 当x>0时,≥2
C. 当x≠0时,x+≥2
D. 当x>0时,x+的最小值是2
B
3. 已知x>0,a>0,4x+在x=3时取得最小值,则a的值是__________.
36
4. 当x>1时,x+的最小值是__________.
52.2 导学1 利用基本不等式求最值
知识点一 基本不等式的证明与理解
                
  知识梳理
1. 基本不等式:如果a>0,b>0,则  ,当且仅当   时,等号成立.
2. 其中,  叫做正数a,b的算术平均数,  叫做正数a,b的几何平均数.
3. 两个正数的算术平均数   它们的几何平均数.
例1 给出下面三个推导过程:
①∵a,b为正实数,∴≥2=2;②∵a∈R,a≠0,∴+a≥2=4;
③∵x,y∈R,xy<0,
∴=-≤-2=-2.
其中正确的是(   )
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ①②③
[反思感悟] 利用基本不等式判断命题真假的步骤
(1)检查是否满足应用基本不等式的条件;
(2)应用基本不等式;
(3)检验等号是否成立.
知识点二 利用基本不等式求简单式子的最值
                
  知识梳理
已知x,y都为正数,则
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值   ;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值  .
简记为:积定和最   ,和定积最   .
例2 (1)若x>0,求y=4x+的最小值;
(2)设0<x<,求函数y=4x(3-2x)的最大值.
[延伸探究] 本例(1)改为:“若x<0,求y=4x+的最大值.”
[反思感悟] 利用基本不等式求最值的注意点
(1)一正:各项必须为正.
(2)二定:各项之和或各项之积为定值.
(3)三相等:必须验证取等号时的条件是否具备.
知识点三 变形应用基本不等式求最值
角度1 构造法求最值
例3 (1)当x>0时,y=的最小值是  ;
(2)当x>3时,y=2x+的最小值是   .
[反思感悟] 用构造法求最值的策略:将已知数学表达式变形,构造出符合基本不等式条件的形式(和或积为定值).解题时应对照已知和所求的式子进行适当的拆项、添项、配凑、变形等方法创设应用基本不等式的条件.
角度2 巧用“1”的代换求最值
例4 已知a>0,b>0,且=1,求a+b的最小值.
[反思感悟] “1”的代换就是指凑出“1”,使要求的式子通过变形后达到运用基本不等式的条件,即积为定值,凑的过程中要特别注意等价变形.
  随堂巩固
                
1. 若实数a,b满足b>a>0,则下列不等式中,恒成立的是(   )
A. 2a+≥2 B. 2a+≤2
C. 2a+<2 D. 2a+>2
2. 下列结论中,正确的是(   )
A. 当x>0,且x≠1时,x+的最小值是2
B. 当x>0时,≥2
C. 当x≠0时,x+≥2
D. 当x>0时,x+的最小值是2
3. 已知x>0,a>0,4x+在x=3时取得最小值,则a的值是   .
4. 当x>1时,x+的最小值是   . 2.2 导学1 利用基本不等式求最值
知识点一 基本不等式的证明与理解
                
  知识梳理
1. 基本不等式:如果a>0,b>0,则 ≤ ,当且仅当 a=b 时,等号成立.
2. 其中,  叫做正数a,b的算术平均数,  叫做正数a,b的几何平均数.
3. 两个正数的算术平均数 不小于 它们的几何平均数.
例1 给出下面三个推导过程:
①∵a,b为正实数,∴≥2=2;②∵a∈R,a≠0,∴+a≥2=4;
③∵x,y∈R,xy<0,
∴=-≤-2=-2.
其中正确的是( B )
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ①②③
【解析】①∵a,b为正实数,∴为正实数,符合基本不等式的条件,①推导正确;②∵a∈R,a≠0,不符合基本不等式的条件,∴②的推导是错误的;③由xy<0,得均为负数,但在推导过程中将整体提出负号后,-,-均变为正数,符合基本不等式的条件,③推导正确.
[反思感悟] 利用基本不等式判断命题真假的步骤
(1)检查是否满足应用基本不等式的条件;
(2)应用基本不等式;
(3)检验等号是否成立.
知识点二 利用基本不等式求简单式子的最值
                
  知识梳理
已知x,y都为正数,则
(1)如果积xy等于定值P,那么当x=y时,和x+y有最小值 2 ;
(2)如果和x+y等于定值S,那么当x=y时,积xy有最大值 S2 .
简记为:积定和最 小 ,和定积最 大 .
例2 (1)若x>0,求y=4x+的最小值;
(2)设0<x<,求函数y=4x(3-2x)的最大值.
解:(1)∵x>0,∴由基本不等式得y=4x+≥2=2=12,当且仅当
4x=,即x=时,等号成立,∴y=4x+的最小值是12.
(2)∵0<x<,∴3-2x>0,∴y=4x(3-2x)=2[2x(3-2x)]≤2,当且仅当2x=3-2x,即x=时取等号,∴y的最大值是.
[延伸探究] 本例(1)改为:“若x<0,求y=4x+的最大值.”
解:∵x<0,∴-x>0,∴(-4x)+≥2=12,∴y=4x+=-≤-12,当且仅当-4x=-,即x=-时,等号成立,∴原式的最大值是-12.
[反思感悟] 利用基本不等式求最值的注意点
(1)一正:各项必须为正.
(2)二定:各项之和或各项之积为定值.
(3)三相等:必须验证取等号时的条件是否具备.
知识点三 变形应用基本不等式求最值
角度1 构造法求最值
例3 (1)当x>0时,y=的最小值是  ;
(2)当x>3时,y=2x+的最小值是 10 .
解:(1)当x>0时,≥2,当且仅当x=2时,等号成立,∴当x>0时,y=的最小值是.
(2)∵x>3,∴2x-6>0,∴y=2x+=(2x-6)++6≥2+
6=2×2+6=10,当且仅当2x-6=,即x=4时取等号,∴y=2x+的最小值是10.
[反思感悟] 用构造法求最值的策略:将已知数学表达式变形,构造出符合基本不等式条件的形式(和或积为定值).解题时应对照已知和所求的式子进行适当的拆项、添项、配凑、变形等方法创设应用基本不等式的条件.
角度2 巧用“1”的代换求最值
例4 已知a>0,b>0,且=1,求a+b的最小值.
解:∵a>0,b>0,=1,∴a+b=·(a+b)=1+16+≥17+2=17+2×4=25,当且仅当,即b2=16a2时,等号成立.
由解得∴当a=5,b=20时,a+b取得最小值25.
[反思感悟] “1”的代换就是指凑出“1”,使要求的式子通过变形后达到运用基本不等式的条件,即积为定值,凑的过程中要特别注意等价变形.
  随堂巩固
                
1. 若实数a,b满足b>a>0,则下列不等式中,恒成立的是( A )
A. 2a+≥2 B. 2a+≤2
C. 2a+<2 D. 2a+>2
2. 下列结论中,正确的是( B )
A. 当x>0,且x≠1时,x+的最小值是2
B. 当x>0时,≥2
C. 当x≠0时,x+≥2
D. 当x>0时,x+的最小值是2
3. 已知x>0,a>0,4x+在x=3时取得最小值,则a的值是 36 .
4. 当x>1时,x+的最小值是 5 .

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