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 ...
均值不等式與不等式的證明
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...
均值不等式的證明
平均值不等式是最基本的重要不等式之一,在不等式理論研究和證明中占有重要的位置。平均值不等式的證明有許多方法,這裡,我們選了部分具有代表意義的證明方法,其中用來證明平均值不等式的許多結論,其本身又具有重要的意義,特別是,在許多競賽的書籍中,都有專門的章節和討論,如數學歸納法 變數替換 恒等變形和分析綜...