3.4基本不等式教材解读

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3.4基本不等式教材解读

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3.4基本不等式教材解读
一、知识结构解读
1.教材对基本不等式的推导给出了三种证法,即作差法、分析法和综合法,同时引导同学们探讨基本不等式的几何解释.
2.基本不等式主要应用于求某些函数的最值及证明不等式.应用基本不等式时一定要注意其成立的条件.基本不等式的应用过程蕴涵了函数思想、方程思想、数形结合思想、分类讨论思想及化归与转化等数学思想.
二、重点、难点解读
本节的重点内容是掌握“两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数”;掌握“两个正数的和为定值时积有最大值,积为定值时和有最小值”的结论.
难点是正确理解和使用基本不等式求某些函数的最值或证明不等式.
三、知识点精析
1.基本不等式的定义(详见课本)
基本不等式可表述为:两个正实数的几何平均数小于或等于它们的算术平均数.
注意:不等式成立的条件是.
2.基本不等式的几何证明
已知在中,如右图所示,为斜边上的高,为的外接圆的圆心,的延长线交于点.,,证明:.
证明:由题意知,,
由于,,
因此,.
当时,在中,,即.
当且仅当点与点重合,即时,,即.
综上可知,,当且仅当时,式中等号成立.
通过上面的证明我们可以这样理解基本不等式的几何意义:在直角三角形中,斜边上的中线大于或等于斜边上的高线.
同学们共同探讨一下,基本不等式还有没有别的几何解释呢?
3.基本不等式的有关变形及推广
根据基本不等式可以得到一些常用的变形公式和推广公式:
(1)根式形式:
当且仅当时,等号成立.
(2)整式形式:
当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
(3)分式形式:
,当且仅当时,等号成立.
(4)倒数形式:
,当且仅当时,等号成立;
,当且仅当时,等号成立.
说明:用基本不等式及变形公式和推广公式,并结合不等式的性质,不但可以处理两个正数的和与积结构的不等式,还可以处理两个正数的平方和及其他形式的不等式.
4.基本不等式的应用
基本不等式是不等式变形的一个重要依据,是历年高考中不可缺少的解题工具,常应用于证明不等式、判断不等式是否成立、求函数的值域或最值、求字母或参数的变化范围、求解实际问题等.
(1)当,且为定值时,有(定值),当且仅当 时,等号成立,此时有最小值,即“积定和最小”.
(2)当,且为定值时,有(定值),当且仅当 时,等号成立,此时有最大值,即“和定积最大”.
说明:(1)在使用基本不等式求最值时,必须具备三个条件:①在所求最值的代数式中,各变量均应是正数;②各变量的和或积必须为常数,以确保不等式一边为定值;③等号能成立.以上三个条件简称为“一正、二定、三相等”.
(2)在证明不等式问题时,有时要多次使用基本不等式,然后再相加或相乘.这时字母应满足多次使用基本不等式中的等号一致都成立的条件.若不满足,则不等式中的等号不能成立.

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