基本不等式教学设计
海南省文昌中学
王姿婷
一.教学目标:
知识与技能:
使学生了解基本不等式的代数、几何背景,掌握基本不等式的证明,并能应用基本不等式解决简单的数学问题。
过程与方法:
通过探索基本不等式的过程,让学生体会研究数学问题的基本思想方法,学会学习,学会探究。
情感态度与价值观:
在探索过程中,鼓励学生大胆尝试,大胆猜想,并能对猜想进行证明,增强学生的信心,获得探索问题的成功情感体验。
逐步养成学生严谨的科学态度及良好的思维习惯。
二.教学重点:
应用数形结合的思想理解不等式ab b a 222≥+,并从不同角度探索不等式
2
a b ab +≤
的证明过程; 通过简单的变形发现基本不等式在最值问题上的作用,并能够进行使用条件辨析及其简单运用。
三.教学难点: 基本不等式2
a b ab +≤使用限制条件 基本不等式2
a b ab +≤等号成立条件 基本不等式在最值问题中的运用
四.教学过程: (一)课题引入:卖家诚信吗?
从前有个金店的天平坏了,天平的两臂长短不相等,店主不想购置新的天平,又怕别人说他缺斤短两,于是他想出了一个办法:
先把顾客要购买的黄金放入左边的托盘中,右边托盘中加砝码得到一个读数,再把黄金放入右边的托盘中,在左边托盘加砝码得到第二个读数,然后把两个读数相加除以2作为黄金的最终质量出售,你觉得,店主这个买卖做到诚信无欺了吗?请说明理由.
利用几何画板演示,让学生清楚的看到两个互为倒数的正实数算术平均值是不小于1
的,留下疑问。
(二)知识建构:
1. 重要不等式:
下图是根据赵爽的弦图设计的,初中时,曾利用该图证明过勾股定理(2
22c b a =+),现在,你能在这个图案中找出一些相等关系或不等关系吗?你能给出它的证明吗?
对于任意实数b a ,,有2
2b a +___ab 2,当且仅当_______时,等号成立.
2. 代数证明:实为求证:已知R b a ∈,,证明:ab b a 222≥+
简单变形:2
2
2b a +___ab 思考:如果用x 与y 整体替换2a 和2b ,式子会变形为?此时的x 与y 有没有什么限制?
(三)要点直击:
1. 基本不等式:对于任意∈b a , ,有2
b a +___ab ,当且仅当_______时,等号成立.
2. 两个子概念:
b a ,的算术平均: ; b a ,的几何平均:
思考:基本不等式与重要不等式对b a ,的范围限制相同吗?
3. 适用条件:基本不等式适用的条件是: a >0,b >0.
4. 等号成立条件:b a =
(四)活动探究:
1. 几何意义:试用b a ,来表示圆内的线段BC 和AD ,则它们之间的大小关系怎样?
2. 最值问题使用探究: 若将基本不等式
ab b a ≥+2
两边同时做平方运算,可以得到其简单变形: 若将基本不等式ab b a ≥+2
两边同时乘以2,可以得到其又一简单变形: 基本不等式的变形式:①ab b a 2≥+;②2)2
(b a ab +≤ 通过观察基本不等式的两个基本变形,发现和与积之间的相互制约,思考在最值中的作用。
3. 演示探究:
试做出圆O 内的弦 试做出以线段AB 为弦的圆
可以发现:
1.当圆的直径固定时,也即b a +是一个定值,即和为定值,那么弦长ab 2可以有最 值
2.当圆有一条定弦时,也即ab 2是一个定值,即积为定值,那么直径b a +可以有最 值 总结:和定积最 ,积定和最 .
4. 例题巩固:
例1. 当0>x 时,函数x
x y 1+
=的最小值为? 思考:(1)若函数改为)0(1>-=x x
x y 其中,还能利用基本不等式求其最小值吗? (2)若函数改为)0(4>+=x x
x y 其中,其最小值为?在x 为何值时取到? (3)若函数改为)0sin (sin 4sin >+=θθθ其中y ,还能利用基本不等式得到与上例
相同的最小值吗?为什么?
要点提炼:利用基本不等式处理最值问题的要点简记:一 二 三
2. 两个正实数y x ,,其中404=+y x ,若有y x m lg lg +>恒成立,则m 的取值范围为?
3. 已知y x ,为正实数,且12=+y x ,求y
x 11+的最小值. 变式1:下列各式中,最小值等于2的是( ) A. x y y x + B. 41
422+++x x C .θ
θtan 1tan + D .x x 212+ 例2. 两个正实数y x ,,其中4=+y x ,则xy 的最大值为?
技能提高:
(六)课堂小结:
应用基本不等式时要注意不等式的结构特征、等式成立条件及等号成立条件.
(七)作业布置:
1.设x ,y ∈R ,且x +y =5,则3x +3y 的最小值是( )
A .10
B .63
C .4 6
D .18 3
2.设x ,y 为正数,则)41)((y
x y x ++的最小值为( ) A .6 B .9 C .12
D .15
的最小值为?时,函数当2121.++=->x x y x 的最大值为?,则若已知两个正实数xy y x y x 44,,2.
=+的最小值为?则有两个正实数y x y x y x 11,12,,3.+=+。