2022人教A版數(shù)學(xué)必修五 (3.4.2 《基本不等式》 的應(yīng)用(一)示范教案
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1、2022人教A版數(shù)學(xué)必修五 (3.4.2 《基本不等式》 的應(yīng)用(一)示范教案 通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)基本不等式的重要性,進(jìn)一步領(lǐng)悟不等式證明的基本思路、方法.這為下面基本不等式的實(shí)際應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),所以說(shuō),本節(jié)課研究?jī)?nèi)容在本大節(jié)中是起承上啟下作用.在本節(jié)課的研究中,將由基本不等式推導(dǎo)出許多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的重要不等式,讓學(xué)生去體會(huì)數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美與推理過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)美.從而激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛(ài)和專研.進(jìn)而讓學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維能力及邏輯關(guān)系的分析能力得到鍛煉與培養(yǎng),這方面也是貫穿學(xué)生的整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程. 根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)用觀察、類比、歸納、邏輯分析、思考、合作交流、探究,對(duì)基本
2、不等式展開(kāi)應(yīng)用,進(jìn)行啟發(fā)、探究式教學(xué)并使用投影儀輔助. 利用基本不等式證明一些簡(jiǎn)單不等式,鞏固強(qiáng)化基本不等式.以數(shù)學(xué)知識(shí)為載體,對(duì)學(xué)生的邏輯思維能力,各種思想方法的掌握,進(jìn)而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)與數(shù)學(xué)素養(yǎng),這是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)主要任務(wù).在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中,對(duì)一些不等式的證明不是直接給出,而是以設(shè)問(wèn)方式的變化,引導(dǎo)學(xué)生思考,通過(guò)由特殊到一般的探索規(guī)律去解決問(wèn)題. 教學(xué)重點(diǎn) 1.利用基本不等式證明一些簡(jiǎn)單不等式,鞏固強(qiáng)化基本不等式; 2.對(duì)不等式證明過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)而又規(guī)范的表達(dá); 3.從不等式的證明過(guò)程去體會(huì)分析法與綜合法的證明思路. 教學(xué)難點(diǎn) 1.利用基本不等式證明一些簡(jiǎn)單
3、不等式,鞏固強(qiáng)化基本不等式; 2.對(duì)不等式證明過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)而又規(guī)范的表達(dá); 3.從不等式的證明過(guò)程去體會(huì)分析法與綜合法的證明思路. 教具準(zhǔn)備 投影儀、膠片、三角板、刻度尺 三維目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.利用基本不等式證明一些簡(jiǎn)單不等式,鞏固強(qiáng)化基本不等式; 2.從不等式的證明過(guò)程去體會(huì)分析法與綜合法的證明思路; 3.對(duì)不等式證明過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)而又規(guī)范的表達(dá). 二、過(guò)程與方法 1.采用探究法,按照聯(lián)想、類比、思考、交流、邏輯分析、抽象應(yīng)用的方法進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué); 2.教師提供問(wèn)題、素材,并及時(shí)點(diǎn)撥,發(fā)揮老師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用; 3.設(shè)計(jì)較典型
4、的具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生去積極思考,從而培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣. 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過(guò)具體問(wèn)題的解決,讓學(xué)生去感受、體驗(yàn)不等式的證明過(guò)程需要從理性的角度去思考,通過(guò)設(shè)置思考項(xiàng),讓學(xué)生探究,層層鋪設(shè),使學(xué)生感受數(shù)學(xué)、走進(jìn)數(shù)學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和良好的思維習(xí)慣; 2.學(xué)習(xí)過(guò)程中,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探究思考,廣泛參與,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣,主動(dòng)、積極的學(xué)習(xí)品質(zhì),從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量; 3.通過(guò)對(duì)富有挑戰(zhàn)性問(wèn)題的解決,激發(fā)學(xué)生頑強(qiáng)的探究精神和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,同時(shí)去感受數(shù)學(xué)的應(yīng)用性,體會(huì)數(shù)學(xué)的奧秘,數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美,數(shù)學(xué)推理的嚴(yán)謹(jǐn)美,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣. 教學(xué)
5、過(guò)程 導(dǎo)入新課 師 前一節(jié)課,我們通過(guò)問(wèn)題背景,抽象出了不等式a2+b2≥2ab(a、b∈R),然后以數(shù)形結(jié)合思想為指導(dǎo),從代數(shù)、幾何兩個(gè)背景推導(dǎo)出基本不等式.本節(jié)課,我們將利用基本不等式 來(lái)嘗試證明一些簡(jiǎn)單的不等式. (此時(shí),老師用投影儀給出下列問(wèn)題) 推進(jìn)新課 問(wèn)題1.已知x、y都是正數(shù),求證: (1); (2)(x+y)(x2+y2)(x3+y3)≥8x3y3. 師 前面我們研究了可以用不等式和實(shí)數(shù)的基本性質(zhì)來(lái)證明不等式,請(qǐng)同學(xué)們思考一下,第一小問(wèn)是否可以用不等式和實(shí)數(shù)的基本性質(zhì)來(lái)證明此不等式呢? (思考兩分鐘) 生 不可以證明. 師 是否可以用
6、基本不等式證明呢? 生 可以. (讓學(xué)生板演,老師根據(jù)學(xué)生的完成情況作點(diǎn)評(píng)) 解:∵x、y都是正數(shù),∴,.∴,即. 師 這位同學(xué)板演得很好.下面的同學(xué)都完成了嗎? (齊聲:完成) [合作探究] 師 請(qǐng)同學(xué)繼續(xù)思考第二小問(wèn)該如何證明?它是否能用一次基本不等式就能證明呢? (引導(dǎo)同學(xué)們積極思考) 生 可以用三次基本不等式再結(jié)合不等式的基本性質(zhì). 師 這位同學(xué)分析得非常好.他對(duì)要證不等式的特征觀察的很細(xì)致、到位. 生 ∵x,y都是正數(shù),∴x2>0,y2>0,x3>0,y3>0.∴x+y≥2>0,x2+y2≥2x2y2>0, x3+y3≥2x3y3>0.∴可
7、得(x+y)(x 2+y2)(x3+y3)≥2xy·2·2=8x3y3,即(x+y)(x2+y 2)(x 3+y3)≥8x 3y3. 師 這位同學(xué)表達(dá)得非常好,思維即嚴(yán)謹(jǐn)又周到. (在表達(dá)過(guò)程中,對(duì)條件x,y都是正數(shù)往往忽視) 師 在運(yùn)用定理:時(shí),注意條件a、b均為正數(shù),往往可以激發(fā)我們想到解題思路,再結(jié)合不等式的性質(zhì)(把握好每條性質(zhì)成立的條件)進(jìn)行變形,進(jìn)而可以得證. (此時(shí),老師用投影儀給出下列問(wèn)題) 問(wèn)題3.求證:. (此處留的時(shí)間可以長(zhǎng)一些,意在激發(fā)學(xué)生自主探究問(wèn)題,把探究的思維空間切實(shí)留給學(xué)生) 師 利用完全平方公式,結(jié)合重要不等式:a2+b 2≥2ab,
8、恰當(dāng)變形,是證明本題的關(guān)鍵. (讓學(xué)生板演,老師根據(jù)學(xué)生的完成情況作點(diǎn)評(píng)) 解:∵a2+b2≥2ab,∴2(a2+b2)≥a2+b2+2ab=(a+b)2.∴2(a 2+b2)≥(a+b)2. 不等式兩邊同除以4,得≥,即. 師 下面同學(xué)都是用這種思路解答的嗎? 生 也可由結(jié)論到條件去證明,即用作差法. 師 這位同學(xué)答得非常好,思維很活躍,具體的過(guò)程讓同學(xué)們課后去完成. [課堂練習(xí)] 1.已知a、b、c都是正數(shù),求證:(a+b)(b+c)(c+a)≥8abc. 分析:對(duì)于此類題目,選擇定理:(a>0,b>0)靈活變形,可求得結(jié)果. ∵a、b、c都是正數(shù)
9、, ∴a+b≥2>0,b+c≥2>0,c+a≥2>0. ∴(a+b)(b+c)(c+a)≥2·2·2=8abc, 即(a+b)(b+c)(c+a)≥8abc. [合作探究] 2.已知(a+b)(x+y)>2(ay+bx),求證:. (老師先分析,再讓學(xué)生完成) 師 本題結(jié)論中,注意互為倒數(shù),它們的積為1,可利用公式a+b≥2ab,但要注意條件a、b為正數(shù).故此題應(yīng)從已知條件出發(fā),經(jīng)過(guò)變形,說(shuō)明為正數(shù)開(kāi)始證題. (在教師引導(dǎo)下,學(xué)生積極參與下列證題過(guò)程) 生 ∵(a+b)(x+y)>2(ay+bx), ∴ax+ay+bx+by>2ay+2bx. ∴a
10、x-ay+by-bx>0. ∴(ax-bx)-(ay-by)>0. ∴(a-b)(x-y)>0, 即a-b與x-y同號(hào). ∴均為正數(shù). ∴ (當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取“=”). ∴. 師生共析 我們?cè)谶\(yùn)用重要不等式a 2+b2≥2ab時(shí),只要求a、b為實(shí)數(shù)就可以了.而運(yùn)用定理:“≥ab”時(shí),必須使a、b滿足同為正數(shù).本題通過(guò)對(duì)已知條件變形(恰當(dāng)?shù)匾蚴椒纸?,從討論因式乘積的符號(hào)來(lái)判斷是正還是負(fù),是我們今后解題中常用的方法. 課堂小結(jié) 師 本節(jié)課我們研究了什么問(wèn)題?同學(xué)們?cè)诒竟?jié)課的研究過(guò)程中有什么收獲呢? 生 我們以基本不等式為基礎(chǔ),證明了另外一些重要、常用的不等式,
11、并且在證明過(guò)程中進(jìn)一步鞏固了證明不等式常用的思想方法.(教師提出對(duì)重要、常用不等式的掌握要求) 師 本節(jié)課我們用到重要不等式a 2+b 2≥2ab;兩正數(shù)a、b的算術(shù)平均數(shù)(),幾何平均數(shù)(ab)及它們的關(guān)系證明了一些不等式,它們成立的條件不同,前者只要求a、b都是實(shí)數(shù),而后者要求a、b都是正數(shù).它們既是不等式變形的基本工具,又是求函數(shù)最值的重要工具(下一節(jié)我們將學(xué)習(xí)它們的應(yīng)用).我們還可以用它們下面的等價(jià)變形來(lái)解決問(wèn)題:,. 師 同學(xué)們課后要進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)這些重要不等式成立的前提條件如何用.為下一節(jié)課基本不等式的實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ). 布置作業(yè) 課本第116頁(yè),B組第1題.
12、 板書(shū)設(shè)計(jì) 基本不等式的應(yīng)用(一) 復(fù)習(xí)引入 例1 方法歸納 基本不等式 例2 方法引導(dǎo) 小結(jié) 實(shí)例剖析(知識(shí)方法應(yīng)用) 示范解題 備課資料 備用習(xí)題 1.已知a、b∈R+,求證:a3+b3≥a2b+ab2. 證明:∵a、b∈R+, (a3+b3)-(a2b+ab2) =a2(a-b)-b2(a-b) =(a-b)(a2-b2) =(a+b)(a-b)2≥0, ∴a3+b3≥a2b+ab2. 2.已知A+B+C=
13、π,求證:x2+y2+z2≥2xycosC+2xzcosB+2yzcosA. 分析:“取差問(wèn)號(hào)”的比較法,關(guān)鍵在于取差(左式-右式)后,怎么判斷符號(hào).這里可把差式看作關(guān)于x(關(guān)于y或關(guān)于z也可以)的二次三項(xiàng)式. 證明:左式-右式=x2+y2+z2-2xycosC-2xzcosB-2yzcosA =x2-2(ycosC-zcosB)x+y2+z2-2yzcosA =[x-(ycosC+zcosB)]2+y2+z2-2yzcosA-(ycosC+zcosB)2. 又y2+z2-2yzcosA-(ycosC+zcosB)2 =y2+z2-2yzcosA-y2cos2C-z2c
14、os2B-2yzcosBcosC =y2sin2C+z2sin2B-2yz(cosA+cosBcosC),由于A+B+C=π, 故cosA=-cos(B+C)=-cosBcosC+sinBsinC. ∴左式-右式=[x-(ycosC+zcosB)]2+y2sin2C+z2sin2B-2yzsinBsinC=[x-(ycosC+zcosB)]2+(ysinC-zsinB)2≥0. ∴左式≥右式. 點(diǎn)評(píng):二次三項(xiàng)式斷號(hào)常用配方法.也可由其二次項(xiàng)系數(shù)為正,證明它的判別式Δ≤0來(lái)進(jìn)行. 3.4.3 基本不等式的應(yīng)用(二) 從容說(shuō)課 在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中,仍應(yīng)強(qiáng)調(diào)不等式的現(xiàn)實(shí)背
15、景和實(shí)際應(yīng)用,真正地把不等式作為刻畫(huà)現(xiàn)實(shí)世界中不等關(guān)系的工具.通過(guò)實(shí)際問(wèn)題的分析解決,讓學(xué)生去體會(huì)基本不等式所具有的廣泛的實(shí)用價(jià)值,同時(shí),也讓學(xué)生去感受數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,從而激發(fā)學(xué)生去熱愛(ài)數(shù)學(xué)、研究數(shù)學(xué).而不是覺(jué)得數(shù)學(xué)只是一門枯燥無(wú)味的推理學(xué)科.在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中,既要求學(xué)生能用數(shù)學(xué)的眼光、觀點(diǎn)去看待現(xiàn)實(shí)生活中的許多問(wèn)題,又會(huì)涉及與函數(shù)、方程、三角等許多數(shù)學(xué)本身的知識(shí)與方法的處理.從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),本節(jié)課的研究是起到了對(duì)學(xué)生以前所學(xué)知識(shí)與方法的復(fù)習(xí)、應(yīng)用,進(jìn)而構(gòu)建他們更完善的知識(shí)網(wǎng)絡(luò).數(shù)學(xué)建模能力的培養(yǎng)與鍛煉是數(shù)學(xué)教學(xué)的一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱苦的任務(wù),這一點(diǎn),在本節(jié)課是真正得到了體現(xiàn)和落實(shí). 根據(jù)本
16、節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)用觀察、閱讀、歸納、邏輯分析、思考、合作交流、探究,對(duì)基本不等式展開(kāi)實(shí)際應(yīng)用,進(jìn)行啟發(fā)、探究式教學(xué)并使用投影儀輔助. 教學(xué)重點(diǎn) 1.構(gòu)建基本不等式解決函數(shù)的值域、最值問(wèn)題. 2.讓學(xué)生探究用基本不等式解決實(shí)際問(wèn)題; 3.通過(guò)富有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)際問(wèn)題的解決,去培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)這門學(xué)科的熱愛(ài). 教學(xué)難點(diǎn) 1.讓學(xué)生探究用基本不等式解決實(shí)際問(wèn)題; 2.基本不等式應(yīng)用時(shí)等號(hào)成立條件的考查; 3.通過(guò)富有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)際問(wèn)題的解決,去培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)這門學(xué)科的熱愛(ài). 教具準(zhǔn)備 投影儀、膠片、三角板、刻度尺 三維目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.構(gòu)建基本不等式解決
17、函數(shù)的值域、最值問(wèn)題; 2.讓學(xué)生探究用基本不等式解決實(shí)際問(wèn)題; 3.通過(guò)富有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)際問(wèn)題的解決,去培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)這門學(xué)科的熱愛(ài). 二、過(guò)程與方法 1.采用探究法,按照觀察、閱讀、歸納、思考、交流、邏輯分析、抽象應(yīng)用的方法進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué); 2.教師提供問(wèn)題、素材,并及時(shí)點(diǎn)撥,發(fā)揮老師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用; 3.設(shè)計(jì)較典型的具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生去積極思考,從而培養(yǎng)他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣. 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過(guò)具體問(wèn)題的解決,讓學(xué)生去感受、體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界和日常生活中存在著大量的不等量關(guān)系并需要從理性的角度去思考,鼓勵(lì)學(xué)生用數(shù)學(xué)觀點(diǎn)進(jìn)行類比、
18、歸納、抽象,使學(xué)生感受數(shù)學(xué)、走進(jìn)數(shù)學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣和良好的思維習(xí)慣; 2.學(xué)習(xí)過(guò)程中,通過(guò)對(duì)問(wèn)題的探究思考,廣泛參與,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣,主動(dòng)、積極的學(xué)習(xí)品質(zhì),從而提高學(xué)習(xí)質(zhì)量; 3.通過(guò)對(duì)富有挑戰(zhàn)性問(wèn)題的解決,激發(fā)學(xué)生頑強(qiáng)的探究精神和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,同時(shí)去感受數(shù)學(xué)的應(yīng)用性,體會(huì)數(shù)學(xué)的奧秘,數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美,數(shù)學(xué)推理的嚴(yán)謹(jǐn)美,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣. 教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課 師 前一節(jié)課我們對(duì)基本不等式展開(kāi)了一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用.通過(guò)數(shù)與形的結(jié)合及證明應(yīng)用,我們進(jìn)一步領(lǐng)悟到基本不等式成立的條件是a>0、b>0.在應(yīng)用的過(guò)程中,我們對(duì)基本不等式的結(jié)構(gòu)特征已是充分認(rèn)識(shí),并
19、能夠靈活把握.本節(jié)課,我們將對(duì)基本不等式展開(kāi)一些在求有關(guān)函數(shù)值域、最值的應(yīng)用,更重要的是對(duì)基本不等式展開(kāi)一些實(shí)際應(yīng)用. 推進(jìn)新課 師 已知,若ab為常數(shù)k,那么a+b的值如何變化? 生 當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),a+b就有最小值為2k. 師 若a+b為常數(shù)s,那么ab的值如何變化? 生 當(dāng)且僅當(dāng)a=b時(shí),ab就有最大值(或ab有最大值). 師 同學(xué)們回答得非常好,對(duì)變量與定量理解的很清楚.由上面的研究可知,解決有關(guān)最值問(wèn)題的關(guān)鍵就是如何構(gòu)造這些“定和”或“定積”. (此時(shí),老師用投影儀給出本節(jié)課的第一組問(wèn)題) 最值練習(xí):解答下列各題: (1)求函數(shù)y=2x2+(x>
20、0)的最小值. (2)求函數(shù)y=x2+(x>0)的最小值. (3)求函數(shù)y=3x2-2x3(0<x<)的最大值. (4)求函數(shù)y=x(1-x2)(0<x<1)的最大值. (5)設(shè)a>0,b>0,且a2+=1,求的最大值. [合作探究] 師 我們來(lái)考慮運(yùn)用正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)之間的關(guān)系來(lái)解答這些問(wèn)題.根據(jù)函數(shù)最值的含義,我們不難發(fā)現(xiàn)若平均值不等式的某一端為常數(shù),則當(dāng)?shù)忍?hào)能夠取到時(shí),這個(gè)常數(shù)即為另一端的一個(gè)最值. (留五分鐘的時(shí)間讓學(xué)生思考,合作交流,此處留的時(shí)間可以更長(zhǎng)一些,意在激發(fā)學(xué)生自主探究問(wèn)題,把探究的思維空間切實(shí)留給學(xué)生.老師根據(jù)學(xué)生的思考情況作個(gè)別
21、交流) (根據(jù)學(xué)生完成的典型情況,找五位學(xué)生到黑板板演,然后老師根據(jù)學(xué)生到黑板板演的完成情況再一次作點(diǎn)評(píng)) 解:(1)∵x>0,∴2x2>0,>0.∴y=2x2+=2x 2+. 當(dāng)且僅當(dāng)2x 2=,即時(shí)等號(hào)成立.故當(dāng)時(shí),y有最小值. (2) ,當(dāng)且僅當(dāng),即x=±時(shí),等號(hào)成立. 故當(dāng)x=±時(shí),y有最小值. (3)∵0<x<,∴3-2x>0. ∴y=x2(3-2x)=x·x·(3-2x)≤()3=1.當(dāng)且僅當(dāng)x=3-2x,即x=1時(shí),等號(hào)成立. (4)∵0<x<1,∴1-x2>0.∴y 2=x 2(1-x 2)2=·2x 2(1-x2)(1-x2)≤ ()3=.當(dāng)且
22、僅當(dāng)2x2=1-x 2,即時(shí),等號(hào)成立.∴當(dāng)時(shí),y 2有最大值. 由題意可知y>0,故當(dāng)時(shí),y有最大值. (5)∵a>0,b>0,且a 2+=1,∴ (a2+ +)=, 當(dāng)且僅當(dāng),即,時(shí)取“=”. 故當(dāng),時(shí),a1+b2有最大值. (學(xué)生對(duì)等號(hào)成立的條件往往沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明) [合作探究] 師 若不考慮等號(hào)成立的條件,最值是否一定取到呢? 生 不一定.應(yīng)當(dāng)考慮等號(hào)成立的條件. 師 用均值不等式求函數(shù)的最值,是值得重視的一種方法,但在具體求解時(shí),應(yīng)注意考察下列三個(gè)條件:(1)函數(shù)的解析式中,各項(xiàng)均為正數(shù);(2)函數(shù)的解析式中,含變數(shù)的各項(xiàng)的和或積必須有一個(gè)為定值;(3)
23、函數(shù)的解析式中,含變數(shù)的各項(xiàng)均相等,取得最值,即用均值不等式求某些函數(shù)的最值時(shí),應(yīng)具備三個(gè)條件:一正二定三取等.若不滿足這些條件,則不能直接運(yùn)用這種方法.請(qǐng)同學(xué)們看下面幾例的解法.若對(duì),請(qǐng)說(shuō)明理由;若不對(duì),請(qǐng)改正. (此時(shí),老師用投影儀給出本節(jié)課的第二組問(wèn)題) (1)∵y=x+≥2,∴y的最小值為2. 生 解答是錯(cuò)誤的,原因是,當(dāng)x<0時(shí),就不能運(yùn)用公式.事實(shí)上,當(dāng)x<0時(shí),y<0,故最小值不可能為2.此時(shí),函數(shù)的值域?yàn)?-∞,-2]∪[2,+∞). 師 這位同學(xué)回答得非常好.請(qǐng)你說(shuō)得再詳細(xì)一點(diǎn),讓大家都能清楚. (此時(shí),這位同學(xué)的學(xué)習(xí)熱情很濃,探究問(wèn)題的興趣很強(qiáng)) 生
24、 當(dāng)x<0時(shí),y=x+=-(-x-)≤-2. 師 很好.請(qǐng)坐下.感謝你為大家講解. (2)∵y=3x2+=2x2+x 2+,∴y的最小值為. 生 解答是錯(cuò)誤的,其錯(cuò)誤的原因是忽視等號(hào)成立條件的研究,事實(shí)上等號(hào)成立的條件為2x 2=x2=,顯然這樣的x不存在,故y沒(méi)有最小值. 師 很好. (3)∵y=x(1-x+x 2)≤[]2=()2,當(dāng)且僅當(dāng)x=1-x+x2,即x=1時(shí)等號(hào)成立.∴當(dāng)x=1時(shí),y有最大值為1. 生 解答是錯(cuò)誤的,此種解法的錯(cuò)誤在于不是定值.顯然當(dāng)x越大時(shí),也越大,故y無(wú)最大值. 師 很好.在求最值時(shí),對(duì)定量與變量要理解清楚. 師 下面我們?cè)儆?/p>
25、基本不等式來(lái)解決實(shí)際應(yīng)用題. (此時(shí),老師用投影儀給出本節(jié)課第三組問(wèn)題) [課堂練習(xí)] (讓學(xué)生獨(dú)立思考,根據(jù)學(xué)生完成的典型情況,找兩位學(xué)生到黑板板演,以便起到示范功能,同時(shí)教師再一次作點(diǎn)評(píng)) 1.用籬笆圍一個(gè)面積為100 m2的矩形菜園,問(wèn)這個(gè)矩形的長(zhǎng)、寬各為多少時(shí),所用籬笆最短,最短的籬笆是多少? 解:設(shè)矩形菜園的長(zhǎng)、寬分別為x m、y m,則xy=100,籬笆的長(zhǎng)為2(x+y) m.由,可得x+y≥2,等號(hào)當(dāng)且僅當(dāng)x=y時(shí)成立,此時(shí)x=y=10.因此這個(gè)矩形的長(zhǎng)、寬各都為10 m時(shí),所用籬笆最短,最短的籬笆是40 m. 2.一段長(zhǎng)為36 m的籬笆圍成一個(gè)矩形菜園,
26、問(wèn)這個(gè)矩形的長(zhǎng)、寬各為多少時(shí),菜園的面積最大,最大面積是多少? 解:設(shè)矩形菜園的長(zhǎng)、寬分別為x m、y m.則2(x+y)=36,x+y=18,矩形菜園的面積為xym2.由,可得xy≤81.等號(hào)當(dāng)且僅當(dāng)x=y=10時(shí)成立.因此這個(gè)矩形菜園的長(zhǎng)、寬各都為9m時(shí),菜園的面積最大,最大面積是81m2. (學(xué)生完成情況很好,要注意對(duì)答的要求) 師 下面有的同學(xué)用函數(shù)也解決了這兩個(gè)問(wèn)題.很好,這說(shuō)明同學(xué)們對(duì)所學(xué)過(guò)的知識(shí)、方法能夠在不同的問(wèn)題中靈活運(yùn)用,解決問(wèn)題的能力很強(qiáng).由于時(shí)間關(guān)系,用函數(shù)解決這兩個(gè)問(wèn)題的方法我們就不交流了,讓同學(xué)們課后去完成. [例題精析] 【例】某工廠要建造
27、一個(gè)長(zhǎng)方體形無(wú)蓋貯水池,其容積為4 800 m3,深為 3 m.如果池底每平方米的造價(jià)為150元,池壁每平方米的造價(jià)為120元,怎樣設(shè)計(jì)水池能使總造價(jià)最低?最低總造價(jià)是多少? 分析:水池呈長(zhǎng)方體形,池底長(zhǎng)、寬沒(méi)有確定. 設(shè)池底長(zhǎng)、寬分別為x m、y m.水池總造價(jià)為z元. 根據(jù)題意有z=150×+120(2×3x+2×3y) =240 000+720(x+y). 由容積為4 800 m3,可得xy=1 600z≥ 297 600.等號(hào)當(dāng)且僅當(dāng)x=y=40時(shí)成立.所以將水池的底面設(shè)計(jì)為長(zhǎng)為40 m的正方形時(shí)水池總造價(jià)最低,最低總造價(jià)是297 600元. 課堂小結(jié) 師 通
28、過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),同學(xué)們感受到基本不等式的作用了嗎? 生 基本不等式不但可以用于本函數(shù)的值域、最值,更重要的是可以解決與最值有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題. 師 那么,大家覺(jué)得數(shù)學(xué)這門學(xué)科是否值得去研究學(xué)習(xí)呢? (學(xué)生齊聲:太值得了,太有用了) 師 數(shù)學(xué)這門學(xué)科,它是來(lái)源于生活,又作用于生活.也是一門基礎(chǔ)科學(xué),同學(xué)們應(yīng)當(dāng)感受到數(shù)學(xué)對(duì)物理、化學(xué)等其他學(xué)科的作用.作為本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù),同學(xué)們還應(yīng)當(dāng)掌握解決實(shí)際應(yīng)用題的一般程序,即審題,建模,研究模,再回到實(shí)際問(wèn)題驗(yàn)證作答. 布置作業(yè) 課本第114頁(yè),習(xí)題3.4,A組第2、4題. 板書(shū)設(shè)計(jì) 基本不等式的應(yīng)用(二) 復(fù)習(xí)引入 課堂練習(xí) 方法歸納 基本不等式 例 方法引導(dǎo) 小結(jié) 實(shí)例剖析(知識(shí)方法應(yīng)用) 示范解題
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