2019-2020年高一數(shù)學(xué)上冊必修12.4基本不等式及其應(yīng)用教案2篇一、教學(xué)內(nèi)容分析基本不等式及其應(yīng)用是高中教材中的一個重要內(nèi)容.盡管基本不等式本身的證明并不困難，但它卻是今后學(xué)習(xí)諸如不等式證明、求函數(shù)最值等時的有力工具，因此牢固掌握這兩個基本不等式的形成、關(guān)系和變式等都是十分重要的.二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)1、掌握兩個基本不等式：（、）、（、為任意正數(shù)），并能用于解決一些簡單問題.2、理解兩個基本不等式相應(yīng)的幾何解釋.初步理解代換的數(shù)學(xué)方法.3、在公式的探求過程中，領(lǐng)悟數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想，進(jìn)一步體會事物之間互相聯(lián)系及一定條件下互相轉(zhuǎn)化等辨證唯物主義觀點(diǎn).三、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn) 兩個基本不等式的知識發(fā)生過程和證明；基本不等式的應(yīng)用.難點(diǎn) 基本不等式的應(yīng)用.四、教學(xué)用具準(zhǔn)備 電腦、投影儀五、教學(xué)流程設(shè)計(jì)新課引入基本不等式1及其證明基本不等式1的圖形解釋圖形引入基本不等式2基本不等式2的證明基本不等式的簡單應(yīng)用（探索）課堂小結(jié)作業(yè)布置（含課外思考）六、教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、新課引入在客觀世界中，有些量的大小關(guān)系是永遠(yuǎn)成立的.例如，、（）、三角形任意兩邊之和大于第三邊、三角形任意兩邊之差小于第三邊等等.二、新課講授1、基本不等式1基本不等式1 對于任意實(shí)數(shù)和，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.（1）基本不等式1的證明證明：因?yàn)?，所? 當(dāng)時，.當(dāng)時，.所以，當(dāng)且僅當(dāng)時，的等號成立.（2）基本不等式1的幾何解釋 解釋1邊長為的正方形面積與邊長為的正方形面積之和大于等于以、為鄰邊長的矩形面積的2倍（當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立）已知正方形，分別在邊、邊上取點(diǎn)、，使得.分別過點(diǎn)、作、，垂足為、.和交于點(diǎn).由幾何畫板進(jìn)行動態(tài)計(jì)算演示，得到陰影部分的面積 剩余部分的面積，當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)移至中點(diǎn)時等號成立. 解釋2某屆數(shù)學(xué)大會的會徽怎樣的？三國時期趙爽在勾股方圓圖注中對勾股定理的證明可用現(xiàn)代數(shù)學(xué)表述為：如圖所示，以、分別表示勾、股、弦，那么，表示“弦圖”中兩塊“朱實(shí)”的面積，表示“中黃實(shí)”的面積. 于是，從圖中可明顯看出，四塊“朱實(shí)”的面積加上一個“中黃實(shí)”的面積就等于以為邊長的正方形“弦實(shí)”的面積，即這就是勾股定理的一般表達(dá)式.由圖可知：以為邊長的正方形“弦實(shí)”的面積 四塊“朱實(shí)”的面積即，（當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立）.2、基本不等式2觀察下面這個幾何圖形.已知半圓，是半圓上任一點(diǎn)，是直徑.過作，垂足為.顯然有線段的長度大于等于垂線段的長度.設(shè)，請用、來表示上述這個不等關(guān)系.（ 即，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.）基本不等式2 對于任意正數(shù)、，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.我們把和分別叫做正數(shù)、的算術(shù)平均數(shù)和幾何平均數(shù).因此基本不等式2也可敘述為：兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).（1）基本不等式2的證明證明：因?yàn)椋? 當(dāng)時，.當(dāng)時，.所以，當(dāng)且僅當(dāng)時，的等號成立.另證：因?yàn)椤檎龜?shù)，所以、均存在. 由基本不等式1，得，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立. 即，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.（2）基本不等式2的擴(kuò)充 對于任意非負(fù)數(shù)、，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.例1 已知，求證：，并指出等號成立的條件.證明：因?yàn)椋?、同號，并有，.所以，.當(dāng)且僅當(dāng) ，即時等號成立.說明1、體會代換的方法.2、用語言表述上述結(jié)論.3、思考：若，則代數(shù)式的取值范圍是什么？（，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.）3、兩個基本不等式的簡單應(yīng)用（1）幾何問題例2 在周長保持不變的條件下，何時矩形的面積最大？猜想：由幾何畫板電腦演示得出.解：設(shè)矩形的長、寬分別為、（、）且（定值），則同樣周長的正方形的邊長為. 矩形面積，正方形面積 由基本不等式2，得，又由不等式的性質(zhì)得，即.由題意，（定值），所以（定值）.當(dāng)且僅當(dāng)，即矩形為正方形時，矩形的面積最大.說明當(dāng)兩個正數(shù)的和為定值時，它們的積有最大值. 例如，若時，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.（事實(shí)上，由（），得，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.）三、課堂小結(jié)略四、作業(yè)布置1、練習(xí)2.4（1）2、思考題（1）通過查閱資料，了解這兩個基本不等式其它的幾何解釋.（2）在面積保持不變的條件下，正方形的周長與矩形的周長之間有什么大小關(guān)系？（3）整理一些基本不等式的常用變式并給出證明.七、教學(xué)設(shè)計(jì)說明本堂課是基本不等式及其應(yīng)用的第一節(jié)課，在學(xué)生熟練掌握不等式性質(zhì)的前提下，介紹了兩個基本不等式及其初步應(yīng)用.盡管對于基本不等式而言證明不困難，但它卻是今后學(xué)習(xí)諸如不等式證明、求函數(shù)最值等時的有力工具，因此牢固掌握這兩個基本不等式是十分重要的.為了避免單純地講授基本不等式，本堂課借助計(jì)算機(jī)軟件，采用以幾何圖形輔助代數(shù)知識講授，由數(shù)到形，再由形到數(shù)的設(shè)計(jì)思路，將兩個基本不等式的證明、解釋及其在應(yīng)用時的注意點(diǎn)穿插其中，并通過幾何解釋加強(qiáng)對基本不等式的感性認(rèn)識，從而達(dá)到較好的教學(xué)效果.整堂課主要采用 “觀察 猜測 歸納 證明”的探索流程，讓學(xué)生通過觀察兩式的大小關(guān)系、幾何圖形中線段的長度來猜測相應(yīng)的結(jié)論，最后再由討論、歸納得出兩個基本不等式.在教學(xué)過程中始終“關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展”.例如，將教科書上例1的證明題改成了一道探索題，通過對有關(guān)過程的設(shè)計(jì)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生自行探索、解決問題的能力.此外，為了培養(yǎng)學(xué)生“觀察 猜測”的能力，借用了幾何畫板的有關(guān)功能，幫助學(xué)生進(jìn)行有關(guān)的猜想與驗(yàn)證，使學(xué)生始終處于自我發(fā)現(xiàn)、自我探索的過程中.通過整堂課的教學(xué)，不僅要求學(xué)生對有關(guān)知識點(diǎn)的掌握，此外還對應(yīng)初步理解代換的數(shù)學(xué)方法有一定要求，并在公式的探求過程中，繼續(xù)領(lǐng)悟數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想.2.4（2）基本不等式及其應(yīng)用一、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)1、進(jìn)一步掌握兩個基本不等式：（、）、（、為任意正數(shù)）2、利用基本不等式解決一些簡單問題，如求最值或求取值范圍的簡單問題以及簡單不等式的證明.3、進(jìn)一步理解代換的數(shù)學(xué)方法.二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)基本不等式的簡單應(yīng)用.三、教學(xué)流程設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)回顧基本不等式的應(yīng)用（幾何問題）基本不等式的應(yīng)用（代數(shù)證明）拓廣引申作業(yè)布置（含課外思考）課堂小結(jié)四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、復(fù)習(xí)基本不等式1 對于任意實(shí)數(shù)和，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.基本不等式2 對于任意正數(shù)、，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.我們把和分別叫做正數(shù)、的算術(shù)平均數(shù)和幾何平均數(shù).因此基本不等式2也可敘述為：兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù).說明復(fù)習(xí)過程中需強(qiáng)調(diào)三點(diǎn)：1、兩個基本不等式各自適用的范圍.2、兩個基本不等式各自等號成立的條件.3、兩個基本不等式之間的聯(lián)系.二、新課講授（2）幾何問題 根據(jù)上節(jié)課的討論，我們知道在周長保持不變的條件下，當(dāng)且僅當(dāng)矩形相鄰兩邊相等即為正方形時，其面積最大.很自然我們會考慮下面的問題.例3 在面積保持不變的條件下，何時矩形的周長最小？解：設(shè)矩形的長、寬分別為、（、）且（定值），則同樣面積的正方形的邊長為. 矩形周長，正方形周長. 由基本不等式2，得，又由不等式的性質(zhì)得，即.由題意，（定值），所以（定值）.當(dāng)且僅當(dāng)，即矩形為正方形時，矩形的周長最小.說明當(dāng)兩個正數(shù)的積為定值時，它們的和有最小值. 例如，若時，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.（一方面當(dāng)時，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.另一方面當(dāng)時，有，即，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.） 兩個正數(shù)的和為定值，則它們的積有最大值；兩個正數(shù)的積為定值，則它們的和有最小值.這兩個結(jié)論常常用于求解最值問題.在具體應(yīng)用時，要注意“一正、二定、三等號”.（2）代數(shù)證明例4 求證：對于任意實(shí)數(shù)、，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立證明：由基本不等式1，得， 把上述三個式子的兩邊分別相加，得，即，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.另證：. 即，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.例5 均值不等式鏈設(shè)、，則（調(diào)和均值幾何均值算術(shù)均值平方均值），當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立. 證明：（1）由、，得，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立（2），當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立，已證.（3）由. 所以，當(dāng)、時，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立. 綜合（1）、（2）、（3）得，當(dāng)、時，有，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.說明事實(shí)上當(dāng)、時，有： ，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立. .證明： 由，當(dāng)且僅當(dāng) 時等號成立. 由. 即，. 不等式等號成立當(dāng)且僅當(dāng). 不等式等號成立當(dāng)且僅當(dāng). 不等式等號成立當(dāng)且僅當(dāng).例6 甲、乙兩人同時從A地出發(fā)，沿同一條路線行到B地。甲在前一半時間的行走速度為，后一半時間的行走速度為；乙用速度走完前半段路程，用速度走完后半段路程；問：誰先到達(dá)B地？解：設(shè)A、B兩地的距離為，甲、乙兩人用時分別為、，則。 因此。所以，當(dāng)時，甲、乙兩人同時到達(dá)B地；當(dāng)時，甲先到B地。另解：設(shè)A、B兩地的距離為，甲、乙兩人用時分別為、，平均速度分別為、，則。因而，當(dāng)時，甲、乙兩人同時到達(dá)B地；當(dāng)時，甲先到B地。 三、課堂小結(jié)略四、作業(yè)布置1、習(xí)題2.4 1、2、4、72、思考題 均值不等式鏈的幾何解釋.五、教學(xué)設(shè)計(jì)說明本堂課是基本不等式及其應(yīng)用的第二節(jié)課，在學(xué)生掌握兩個基本不等式的前提下，介紹了基本不等式的簡單應(yīng)用. 從上堂課的最后一個幾何問題入手，得出例3的結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上歸納出利用基本不等式求最值（最大值、最小值）的基本方法. 在講解完例4有關(guān)利用不等式進(jìn)行簡單代數(shù)證明后，結(jié)合上堂課留給學(xué)生的思考題（整理一些基本不等式的常用變式并給出證明）給出“基本不等式鏈”.有關(guān)“基本不等式鏈”的證明應(yīng)由學(xué)生給出，一方面作為課堂練習(xí)，另一方面也給出了一個重要的不等式結(jié)論，這個結(jié)論在以后的學(xué)習(xí)中還會用到.對于說明中的相關(guān)內(nèi)容，視學(xué)生的情況而定，可由教師做適當(dāng)引導(dǎo)，也可留為課后思考. 整堂課的教學(xué)重在兩個基本不等式的應(yīng)用.在如何使用基本不等式解決問題（幾何、代數(shù)）的同時，需對兩個不等式適用的范圍以及各自等號成立的條件做反復(fù)強(qiáng)調(diào).