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基本不等式的证明 江苏省高邮中学 季长征 2018.5 教学目标1.了解两个正数的算术平均数与几何平均数的概念,能推导并掌握基本不等式;2.理解基本不等式的几何意义,能够简单应用定理证明不等式。教学重点,难点:基本不等式的证明及其简单应用。教
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正文
基本不等式的证明
江苏省高邮中学 季长征 2018.5
教学目标
1.了解两个正数的算术平均数与几何平均数的概念,能推导并掌握基本不等式;
2.理解基本不等式的几何意义,能够简单应用定理证明不等式。
教学重点,难点:基本不等式的证明及其简单应用。
教学过程:
一.问题情境
引入:两个正数a,b的等差中项是__
___;两个正数a,b的等比中项是__
___。
算术平均数与几何平均数的定义.
问题:两个正数a,b的算术平均数与几何平均数之间具有怎样的大小关系呢?
二.学生活动
引导学生作如下思考:
试自己列举一些正数a,b,分别计算它们的算术平均数与几何平均数之大小,总结规律,进行猜想?
三.建构数学
1.用具体数据验证得:
基本不等式:abab(a0,b0)
2即两个正数的几何平均数不大于它们的算术平均数,当两数相等时两者相等。
下面给出证明:
ab11ab[(a)2(b)22ab](ab)20
222当且仅当ab即ab时,取“”。
ab证法2: 要证ab,只要证2abab
2
只要证0a2abb,只要证0(ab)2
ab因为最后一个不等式成立,所以ab成立,当且仅当ab即ab时,取“”。
2证法3:对于正数a,b有(ab)20,ab2ab0
abab2ab,ab
22.说明:(1)基本不等式成立的条件是:a0,b0
证法1:(2)不等式证明的三种方法:比较法(证法1)、分析法(证法2)、综合法(证法3)
abab的几何解释:(如图1)以ab为直径作圆,在直径AB上取一点C,过C作22D
弦DDAB,则CDCACBab,
abCDab
从而CDab,而半径2A
a
C
b
B
(4)当且仅当ab时,取“”的含义:一方面是当ab时取等号,即
ababab;另一方面是仅当ab时取等号,即
D(图1)
2(3)
abab。
222(5)如果a,bR,那么ab2ab(当且仅当ab时取“”).
ab四.数学运用
例1.设a,b为正数,证明下列不等式成立:
(1)ba12; (2)a2
aba证明:
例2.已知a,b,c为实数,求证:abcabbcca
证明:
例3.已知a、b、c都是正数,求证:
(ab)(bc)(ac)8abc
变式:已知a、b、c都是正数,a + b + c =1, 求证:(1–a)(1–b)(1–c)≥8abc
思考题:求证:2224a7.(a3)
a3[思维切入]由于不等式左边含有字母a,右边无字母,直接使用基本不等式,无法约掉字母a,而左边44a(a3)3.这样变形后,在用基本不等式即可得证. a3a3
五.巩固练习:
1.课本P902,3,4
2.给出下列结论:
(1)若x0,y0,则lgxlgy2lgxlgy
11cosx2cosx2
cosxcosx44(3)若x0,则x2x4
xx(2)若x0,则(4)若x0,则2x2x22x2x2
其中正确的有
六.回顾小结:
1.算术平均数与几何平均数的概念;
2.基本不等式及其应用条件;
3.不等式证明的三种常用方法。
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