均值不等式PPT讲稿.ppt
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1、均值不等式第1页,共99页,编辑于2022年,星期六教教 材材 回回 归归1.算术平均值算术平均值如果如果a,b R+,那么那么_叫做这两个正数的算术平均值叫做这两个正数的算术平均值.2.几何平均值几何平均值如果如果a,b R+,那么那么_叫做这两个正数的几何平均叫做这两个正数的几何平均值值.第2页,共99页,编辑于2022年,星期六3.重要不等式重要不等式如果如果a,b R+,则则a2+b2_(当且仅当当且仅当a=b时时,取取“=”);均值定理均值定理:如果如果a,b R+,那么那么 _(当且仅当当且仅当a=b时时,取取“=”).均值定理可以叙述为均值定理可以叙述为:两个正实数的算术平均值大
2、于或等于它们的几两个正实数的算术平均值大于或等于它们的几何平均值何平均值2ab第3页,共99页,编辑于2022年,星期六4.变式形式变式形式上述不等式中等号成立的充要条件均为上述不等式中等号成立的充要条件均为a=b.ab2a+b第4页,共99页,编辑于2022年,星期六5.已知已知x,y都是正数都是正数,则则(1)若若x+y=S(和为定值和为定值),则当则当_时时,积积xy取最大值取最大值_.(2)若若xy=P(积为定值积为定值),则当则当_时时,和和x+y取得最小值取得最小值_.x=yx=y第5页,共99页,编辑于2022年,星期六即两个正数的和为定值即两个正数的和为定值,则可求其积的最大值
3、则可求其积的最大值;积为定值积为定值,则可求其和则可求其和的最小值的最小值.应用此结论要注意三个条件应用此结论要注意三个条件;“一正二定三相等一正二定三相等”,即即:(1)_;(2)_;(3)_.各项或各因式非负各项或各因式非负和或积为定值和或积为定值各项或各因式都能取得相等的值各项或各因式都能取得相等的值第6页,共99页,编辑于2022年,星期六考考 点点 陪陪 练练1.设设0a1,0b0,b0,下列不等式中不成立的是下列不等式中不成立的是()答案答案:D解析解析:所以所以A成立成立,B显然成立显然成立,C可变形为可变形为a3+b3a2b+ab2(a2-b2)(a-b)0(a+b)(a-b)
4、20,所以所以C成立成立.D中令中令a=b=1时不成立时不成立.第9页,共99页,编辑于2022年,星期六4.在下列函数中在下列函数中,当当x取正数时取正数时,最小值为最小值为2的是的是()答案答案:D第10页,共99页,编辑于2022年,星期六解析解析:对于对于 时取等号时取等号);对于对于C:(当当x2+1=1,即即x=0时取等号时取等号)而而x0,y2;对于对于D:y=(x-1)2+22(当当x=1时取等号时取等号).第11页,共99页,编辑于2022年,星期六5.(2010广东梅州广东梅州 揭阳揭阳)(能力题能力题,中中)设设x,y均为正实数均为正实数,且且则则xy的最小值为的最小值为
5、_.16第12页,共99页,编辑于2022年,星期六第13页,共99页,编辑于2022年,星期六解读高考第二关解读高考第二关 热点关热点关第14页,共99页,编辑于2022年,星期六类型一类型一:证明不等式证明不等式解题准备解题准备:证明不等式是均值不等式的一个基本应用证明不等式是均值不等式的一个基本应用,注意分析不等式的左右两注意分析不等式的左右两边的结构特征边的结构特征,通过拆通过拆(添添)项创设一个应用均值不等式的条件项创设一个应用均值不等式的条件.在解在解决本类问题时注意以下几点决本类问题时注意以下几点:(1)均值不等式成立的前提条件均值不等式成立的前提条件;(2)通通过加减项的方法配
6、凑成算术平均值过加减项的方法配凑成算术平均值,几何平均值的形式几何平均值的形式;(3)注意注意“1”的代换的代换;(4)灵活变换基本不等式的形式并注意其变形灵活变换基本不等式的形式并注意其变形式的运用式的运用.第15页,共99页,编辑于2022年,星期六典例典例1证明证明:a4+b4+c4a2b2+b2c2+c2a2abc(a+b+c).利用利用a2+b22ab(a,b R)求证即可求证即可.a4+b42a2b2,b4+c42b2c2,c4+a42c2a2,2(a4+b4+c2)2(a2b2+b2c2+c2a2),即即a4+b4+c4a2b2+b2c2+c2a2,又又a2b2+b2c22ab2
7、c,b2c2+c2a22abc2,c2a2+a2b22a2bc,2(a2b2+b2c2+c2a2)2(ab2c2+abc2+a2bc),第16页,共99页,编辑于2022年,星期六即即a2b2+b2c2+c2a2ab2c+abc2+a2bc=abc(a+b+c).即原命题可得证即原命题可得证.评析:证明不等式时评析:证明不等式时,可依据求证式两端的式子结构可依据求证式两端的式子结构,合理选择基本合理选择基本不等式及其变形不等式来证不等式及其变形不等式来证.第17页,共99页,编辑于2022年,星期六如如a2+b22ab(a,b R),可变形为可变形为等等.同时要从整体上把握基本不等式同时要从整
8、体上把握基本不等式,如如:a4+b42a2b2,a2b2+b2c22(ab)(bc),都是对都是对“a2+b22ab,a,b R”的灵活运用的灵活运用.本题先局部运用重要不等式本题先局部运用重要不等式,然后用不等式的性质然后用不等式的性质,通通过不等式相加过不等式相加(有时相乘有时相乘)综合推出要求证的不等式综合推出要求证的不等式,这种证明方法这种证明方法在证明这类轮换对称不等式时具有一定的普遍性在证明这类轮换对称不等式时具有一定的普遍性.第18页,共99页,编辑于2022年,星期六类型二类型二:求最值求最值解题准备解题准备:1.利用基本不等式可以求一些函数或代数式的最值利用基本不等式可以求一
9、些函数或代数式的最值.(1)如果如果x0,y0,xy=p(定值定值),当当x=y时时,x+y有最小值有最小值2 (简记为简记为:积定积定,和有最小值和有最小值);(2)如果如果x0,y0,x+y=S(定值定值),当当x=y时时,xy有最大值有最大值 S2(简记为简记为:和定和定,积有最大值积有最大值).第19页,共99页,编辑于2022年,星期六2.应用重要不等式和基本不等式可以得到一些常用的不等应用重要不等式和基本不等式可以得到一些常用的不等式式,主要有主要有:(1)如果如果a,b(0,+),则则;(2)若若x(0,+),则则x+2;若若x0,则则x+2或或x+-2(当且仅当当且仅当x=y时
10、取等号时取等号);(3)ab()2(当且仅当当且仅当a=b时取等号时取等号);(4)a2+b2+c2ab+ac+bc(当且仅当当且仅当a=b=c时取等号时取等号).第20页,共99页,编辑于2022年,星期六典例典例2(1)设设0 x0,y0,且且x+y=1,求求 的最小值的最小值.第21页,共99页,编辑于2022年,星期六分析:分析:(1)由由0 x0,8-3x0.由于由于3x+(8-3x)=8,可由均值不等式得可由均值不等式得3x(8-3x)第22页,共99页,编辑于2022年,星期六第23页,共99页,编辑于2022年,星期六(2)显然显然a4,当当a4时时,a-40,当且仅当当且仅当
11、 =a-4,即即a=4+3时取等号时取等号;第24页,共99页,编辑于2022年,星期六当当a4时时,a-40,y0,且且x+y=1,第26页,共99页,编辑于2022年,星期六(1)在利用均值不等式求函数或代数式的最值时在利用均值不等式求函数或代数式的最值时,有时不一定恰好能有时不一定恰好能用上均值不等式用上均值不等式,因此还必须对所给的函数或代数式进行变形整理因此还必须对所给的函数或代数式进行变形整理,通通过凑项的办法过凑项的办法(一般是凑和或者积为定值一般是凑和或者积为定值)构造出均值不等式的形式再构造出均值不等式的形式再进行求解进行求解.本题第本题第第27页,共99页,编辑于2022年
12、,星期六(2)小题中小题中 +a虽不是定值虽不是定值,但变形为但变形为 +(a-4)+4即可发现即可发现 (a-4)=3为定值为定值,故可用均值不等式求之故可用均值不等式求之.分式函数求最值分式函数求最值,通常化通常化成成 恒正或恒负恒正或恒负)的形式的形式,然后运用均值不等式来求最值然后运用均值不等式来求最值.第28页,共99页,编辑于2022年,星期六(2)第第(3)小题要求根据条件求最值小题要求根据条件求最值,如何合理利用条件如何合理利用条件x+y=1是解答本是解答本题的关键题的关键,方法是在式子上乘以方法是在式子上乘以(x+y).利用均值不等式求最值时利用均值不等式求最值时,要注要注意
13、三个条件意三个条件,即即:“一正一正 二定二定 三相等三相等”,本题常见的误解为本题常见的误解为x0,y0,此法错误的原因是没有考虑等号成立的条件此法错误的原因是没有考虑等号成立的条件 同时成立是不同时成立是不可能的可能的.所以在所以在第29页,共99页,编辑于2022年,星期六不等式连续放缩的时候不等式连续放缩的时候,要时刻注意是否在同一条件下进行放缩要时刻注意是否在同一条件下进行放缩,放缩放缩时还要注意有目的性时还要注意有目的性 同向性同向性,不要出现放缩后不能比较大小的情况不要出现放缩后不能比较大小的情况.在第在第(2)小题中当小题中当a4,即即a-40时时,要用均值不等式必须前面添负号
14、变为要用均值不等式必须前面添负号变为正正.第30页,共99页,编辑于2022年,星期六类型三类型三:利用均值不等式解应用题利用均值不等式解应用题第31页,共99页,编辑于2022年,星期六解题准备解题准备:均值不等式作为求最值的常用工具均值不等式作为求最值的常用工具,经常在有关最优解的实际问题经常在有关最优解的实际问题中应用中应用.应用均值不等式解决实际问题的基本步骤是应用均值不等式解决实际问题的基本步骤是:仔细阅读题目仔细阅读题目,透彻理解题意透彻理解题意;分析实际问题中的数量关系分析实际问题中的数量关系,引入引入未知数未知数,并用它表示其他的变量并用它表示其他的变量,把要求最值的变量设为函
15、数把要求最值的变量设为函数;应应用均值不等式求出函数的最值用均值不等式求出函数的最值;还原实际问题还原实际问题,作出解答作出解答.第32页,共99页,编辑于2022年,星期六典例典例3某工厂拟建一座平面图为矩形且面积为某工厂拟建一座平面图为矩形且面积为200 m2的三级污的三级污水处理池水处理池(平面图如图所示平面图如图所示).如果池四周围墙建造单价为如果池四周围墙建造单价为400元元/m,中间两道隔墙建造单价为中间两道隔墙建造单价为248元元/m,池底建造单池底建造单价为价为80元元/m2,水池所有水池所有墙的厚度忽略不计墙的厚度忽略不计.第33页,共99页,编辑于2022年,星期六(1)试
16、设计污水处理池的长和宽试设计污水处理池的长和宽,使总造价最低使总造价最低,并求出最低总造价并求出最低总造价;(2)若由于地形限制若由于地形限制,该池的长和宽都不能超过该池的长和宽都不能超过16 m,试设计污水池的长试设计污水池的长和宽和宽,使总造价最低使总造价最低,并求出最低总造价并求出最低总造价.第34页,共99页,编辑于2022年,星期六解:设污水处理池的长为解:设污水处理池的长为x m,则宽为则宽为 m,再设总造价为再设总造价为y元元,则有则有当且仅当当且仅当800 x=259200 x,第35页,共99页,编辑于2022年,星期六即即x=18 m时时,y取得最小值取得最小值.当污水池的
17、长为当污水池的长为18 m,宽为宽为 m时总造价最低时总造价最低,为为44800元元第36页,共99页,编辑于2022年,星期六(2)0 x16,0 16,12.5x16,x18,不能用基本不等式不能用基本不等式,但我们可用函数单调性定义证明上但我们可用函数单调性定义证明上第37页,共99页,编辑于2022年,星期六述目标函数在区间上是减函数述目标函数在区间上是减函数,从而利用单调性从而利用单调性求得最小值求得最小值.由由(1)知知,y=(x)=800()+16000(12.5x16).对任意对任意x1,x2,设设x10,b0)”等形式等形式.解函数应用题中的最值问题一般利用二次函数的性质或基
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