均值不等式

2023-01-29 09:45:02 字數 2811 閱讀 4981

一、 均值不等式的含義及成立的條件

(一) 原型:

(二) 均值不等式:任意個正數的算術平均值不小於這個正數的幾何平均值

兩個數的均值不等式:若,則≥(等號僅當時成立)

三個數的均值不等式:若,則≥(等號僅當時成立)

(等號僅當=d時成立)

(三)均值不等式常見的變形

3、幾個常用不等式:①≤≤ ②≤;

③如果,則≥≥≥(可以推廣到n的情形)

【均值不等式的幾何證明------用幾何意義加深對不等式的理解】

(1):

如右圖,不妨設,兩個正方體的體積

之和為,兩個矩形的面積之和為:

顯然,這兩部分面積之差為圖中

陰影部分面積.

(2):

【其一】分析:設,其意義是什麼?

聯想到圓冪定理:

如右圖:設,,則,以為直徑作圓,切線ad與圓相切於d點,則有:ad=,ao=(為什麼?). 顯然,

【其二】原式即:

如右圖,設,,,

則,,正方形adef的面積=

矩形achg的面積=,

這兩面積的差=,(為什麼?)

即=+(注意:)

(3):

如右圖:設,,,

則,,則的幾何意義是

而,這兩個面積的差等於

即=+(為什麼?)

二、均值不等式的應用

【適應性預備練習】

1、課本p11練習1、2、3

2、課本p11習題1、2、3、4、6

【方法三種:均值不等式、建構函式的方法、配方法】

(一)應用於證明不等式

--------當所需證明的不等式屬於一些正數的「和」與「積」的不等關係時,可以考慮使用均值不等式證之.

1、 證明:

;【第(1)題方法:具有代表性,五種方法。均值不等式兩、三種、函式的觀點兩種;三角代換】

【熟悉:.對找到思路有幫助熟能生巧】

函式的觀點:主要是消元

此類題中,「1」很大

(二)應用於求函式的值域、最大最小值-----注意前提條件:正數、定值、等號

結構型一:

【第1組】**

(11) 設,求函式的最小值。

【第2組】

*(6)求的最小值

結構型二:

第一組:

(1)(2);

此題運用導數也可以求解,計算量較小.求導時,不展開括號,可以節省計算量。用幾何畫板可顯示函式的整體影象* * *

(3)(4)

【應用舉例:2023年全國卷第16題. 已知為圓:的兩條相互垂直的弦,垂足為,則四邊形的面積的最大值為 5 】

(5)(6)

(7)(8)

(9)【答案:;

題源:《解題全書》上捲p302】

(三)應用於求條件極值-------注意三角代換的使用

1、已知(為常數),,求的最小值

【變化的形式:(1)若且,求的最小值

(2)已知,且,求的最小值】

3)2、已知,,且,求的最大值.

3、設,,且,則

4、已知≥,≥,且,求證:≤

5、已知a,b為正實數,2b+ab+a=30,求函式y=的最小值.

6、已知x,y為正實數,3x+2y=10,求函式w=+的最值.

【變式:求函式的最大值。】

(四)與實際問題的結合

1、圓內接三角形何時面積最大?直觀上看是等邊三角形,嚴格推證:

法三:轉化為求函式,用導數。此式也可以用均值不等式求解。

2、正六稜錐內接於半徑為r的球面內,球心到正六稜錐的底面的距離為h,當正六稜錐的體積v最大時提示:把正六稜錐的體積v看作是其底面邊長r的函式,,然後用變數代換、基本不等式求最大值。答案:

當時,最大體積v=】

三、課後作業

已知那麼的最小值是

已知:,求證:

若,則的最大值是此時

已知,則的最小值為

已知實數滿足則的最小值和最大值分別為

無最大值

求的最小值

當時,求證:.

已知正數、滿足,則的最大值是

下列函式中,的最小值為的是

若,且,則的最大值是

(內江二中)已知,則的最小值是

若是正實數,,則的最大值是

要使不等式對所有正數都成立,試問的最小值是

(屆高三西安市第一次質檢),由不等式≥, ≥,

≥,…,啟發我們得到推廣結論:

≥,則已知:、,,求的最小值

(五)走向高考:

(湖南)設則以下不等式中不恆成立的是

(重慶)若是正數,則的最小值是

(福建文)下列結論正確的是

當且時,則當時,

當≥時,的最小值為當時,無最大值

(陝西)已知不等式≥對任意正實數恆成立,則正實數的

最小值為

(重慶文)若且,則的最小值是

(重慶)若且,則的最小值為

(重慶文)函式f(x)=的最大值為

1(山東)函式(,)的圖象恆過定點,若點在直線上,其中,則的最小值為

(山東文)當時,不等式恆成立,則的取值範圍是

(上海)若,且,則的最大值是

(上海)若關於的不等式≤的解集是,則對任意實常數,總有

(浙江文)已知

(上海)已知函式=有如下性質:如果常數>0,那麼該函式在上是減函式,在上是增函式.

如果函式=()的值域為,求的值;

研究函式=(常數)在定義域內的單調性,並說明理由;

對函式=和=(常數)作出推廣,使它們都是你所推廣的函式的特例.研究推廣後的函式的單調性(只須寫出結論,不必證明),並求函式=+(是正整數)在區間上的最大值和最小值(可利用你的研究結論).

均值不等式

基本不等式 知識要點 1 重要不等式 若,則,當且僅當時,取 2 算術平均數與幾何平均數 設,則把 記作正數 的算術平均數,把 記作正數 的幾何平均數。3 基本 均值 不等式 算術平均數大於或等於幾何平均數 設,則請給出證明 注意 對上述第1點和第3點的補充說明 1 和成立的條件是不同的,前者要求 ...

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一 已知不等式的關係,求目標式的取值範圍 例1 2010遼寧理14 已知的取值範圍變式1 已知且,求的範圍。變式2 2010江蘇12 設為實數,滿足則的最大值是二 利用均值不等式求函式的最值 利用均值不等式求最值要注意條件的驗證 例1 1 若,求函式的最小值 2 若,求函式的值域 變式1.1 求函式...

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