1.均值不等式及应用
4/x+9/y=1,解个x出来:
4/x=1-9/y ,
4=(1-9/y)*x ,
x=4/(1-9/y) ,
由均值不等式:
4/x+9/y >= 2*根号(36/xy)
把前面解的x带到均值不等式左边:
4/[4/(1-9y)]+9/y >= 2*根号(36/xy)
化一下,左边剩个1:
1 >= 2*根号(36/xy),
1/2 >;= 根号(36/xy),
平方:
1/4 >= 36/xy ,
1/144 >= 1/xy ,
因此,xy>=144
C
2.均值不等式的妙用?
课题:均值不等式的应用(1课时) 授课时间:2005年11月17号 授课班级:北京市陈经纶中学高三(5)班 授课地点:北京市陈经纶中学高三(5)班教室 授课教师:北京市陈经纶中学 黎宁 考试要求: 掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的定理,并会简单应用. 教学目标: 1.使学生进一步掌握算术平均数与几何平均数的相关知识,能利用均值定理解决相关问题; 2.通过对均值不等式的应用的研究,渗透“转化”的数学思想,提高学生运算能力和逻辑推理能力. 3.在学习和解决问题的过程中,帮助学生养成良好的学习习惯,形成积极探索的态度,培养学生严谨的科学态度及良好的思维习惯, 形成积极探索的研究态度. 教学重点和难点: 均值定理使用的条件既是教学重点又是教学的难点. 教学手段:计算机辅助教学 教学方法;启发式,谈话式 教学过程: 一、复习引入:: 均值不等式以及与之相关的不等式内容 均值定理及重要变形 基本形式 其他形式 若,则 (当且仅当 时取“=”). 若,则 (当且仅当 时取“=”) 若,则 (当且仅当 时取“=”) 若,则 (当且仅当 时取“=”) 若,则 (当且仅当 时取“=”) 若,则 (当且仅当 时取“=”) 若,则 (当且仅当 时取“=”) 指出:(1)当两个正数的积为定植时,可以求它们的和的最小值,当两个正数的和为定植时,可以求它们的积的最小值,正所谓“积定和最小,和定积最大”. (2)求最值的条件“一正,二定,三取等” 师:均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围、证明不等式、解决实际问题方面有着广泛的应用. 师:均值定理在求最值、比较大小、求变量的取值范围,证明不等式、解决实际应用问题方面有着广泛的应用,下面举例说明: 二、应用举例: 1、均值定理在求最值问题中的应用: 例1、(01年.北京春)若实数满足 ,则 的最小值是 . 分析:“和”到“积”是一个缩小的过程,而且 定值,因此考虑利用均值定理求最小值, 解: 都是正数, ≥ 当且仅当 时等号成立,由及得 即当 时, 的最小值是6. 例2.若 是正数,则 的最小值是( ) A.3 B. C.4 D. 解: = = ≥1+2+1=4 当且仅当 ,即 时等号成立 故选C。
例3.设 ,求函数 的最大值。 解:∵ ∴ 当且仅当 即 时等号成立。
二.均值定理在比较大小中的应用: 例4.(00年.全国卷) 若,则 的大小关系是 . 分析:∵ ∴ ( ∴R>Q>P。 2、求最值: 三.均值定理在求变量取值范围中的应用: 例5.若正数 满足 ,则 的取值范围是 . 分析: 因为 是正数 ∴ ∵∴ 当且仅当 即时等号成立。
故 的取值范围是[9,+∞)。 点评:①本题考查不等式 的应用、不等式的解法及运算能力;②如何由已知不等式 出发求得 的范围,关键是寻找到 之间的关系,由此想到不等式 ,这样将已知条件转换为含 的不等式,进而解得 的范围. 三、课堂小结: 1、二元均值不等式具有将“和式”转化为“积式”,和将“积式”转化为“和式”的“放缩功能”. 2、创设应用均值不等式的条件,合理拆分项或配凑因式是常用的解题技巧,而拆与凑的成因在于使等号成立. 3、注意均值定理成立的条件:“一正,二定,三取等”。
3.均值不等式
1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+。+1/an)
2、几何平均数:Gn=(a1a2。an)^(1/n)=n次√(a1*a2*a3*。*an)
3、算术平均数:An=(a1+a2+。+an)/n
4、平方平均数:Qn=√ [(a1^2+a2^2+。+an^2)/n]
这四种平均数满足Hn≤Gn≤An≤Qn
a1、a2、… 、an∈R +,当且仅当a1=a2= … =an时取“=”号
均值不等式的一般形式:设函数D(r)=[(a1^r+a2^r+。an^r)/n]^(1/r)(当r不等于0时);
(a1a2。an)^(1/n)(当r=0时)(即D(0)=(a1a2。an)^(1/n))
则有:当r
4.均值不等式
均值不等式
几个重要不等式(一)
一、平均值不等式
设a1,a2,…, an是n个正实数,则,当且仅当a1=a2=…=an时取等号
1.二维平均值不等式的变形
(1)对实数a,b有a2+b2³2ab (2)对正实数a,b有
(3)对b>0,有, (4)对ab2>0有,
(5)对实数a,b有a(a-b)³b(a-b) (6)对a>0,有
(7) 对a>0,有 (8)对实数a,b有a2³2ab-b2
(9) 对实数a,b及l¹0,有
二、例题选讲
例1.证明柯西不等式
证明:法一、若或命题显然成立,对¹0且¹0,取
代入(9)得有
两边平方得
法二、,即二次式不等式恒成立
则判别式
例2.已知a>0,b>0,c>0,abc=1,试证明:
(1)
(2)
证明:(1)左=[]
=
³
(2)由知
同理:
相加得:左³
例3.求证:
证明:法一、取,有
a1(a1-b)³b(a1-b), a2(a2-b)³b(a2-b),…, an(an-b)³b(an-b)
相加得(a12+ a22+…+ an2)-( a1+ a2+…+ an)b³b[(a1+ a2+…+ an)-nb]³0
所以
法二、由柯西不等式得: (a1+ a2+…+ an)2=((a1*1+ a2*1+…+ an*1)2£(a12+ a22+…+ an2)(12+12+…+12)
=(a12+ a22+…+ an2)n,
所以原不等式成立
例4.已知a1, a2,…,an是正实数,且a1+ a2+…+ an0,
则原不等式即nn+1a1a2…an+1£(1-a1)(1-a2)…(1-an)
1-a1=a2+a3+…+an+1³n
1-a2=a1+a3+…+an+1³n
…………………………………………
1-an+1=a1+a1+…+an³n
相乘得(1-a1)(1-a2)…(1-an)³nn+1
例5.对于正整数n,求证:
证明:法一、
>
法二、左=
=
例6.已知a1,a2,a3,…,an为正数,且,求证:
(1)
(2)
证明:(1)
相乘左边³=(n2+1)n
证明(2)
左边= -n+2(
= -n+2*[(2-a1)+(2-a2)+…+(2-an)](
³ -n+2*n
5.均值不等式
均值不等式
概念:
1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+。+1/an)
2、几何平均数:Gn=(a1a2。an)^(1/n)
3、算术平均数:An=(a1+a2+。+an)/n
4、平方平均数:Qn=√ [(a1^2+a2^2+。+an^2)/n]
这四种平均数满足Hn≤Gn≤An≤Qn a1、a2、… 、an∈R +,
当且仅当a1=a2= … =an时取“=”号
均值不等式的一般形式:设函数D(r)=[(a1^r+a2^r+。an^r)/n]^(1/r)(当r不等于0时); (a1a2。an)^(1/n)(当r=0时)(即D(0)=(a1a2。an)^(1/n))
则有:当r 注意到Hn≤Gn≤An≤Qn仅是上述不等式的特殊情形,即D(-1)≤D(0)≤D(1)≤D(2)
由以上简化,有一个简单结论,
中学常用2/(1/a+1/b)≤√ab≤(a+b)/2≤√[(a^2+b^2)/2]
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