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算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)(一)
教學(xué)目標
(1)掌握“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)”這一重要定理;
。2)能運用定理證明不等式及求一些函數(shù)的最值;
。3)能夠解決一些簡單的實際問題;
(4)通過對不等式的結(jié)構(gòu)的分析及特征的把握掌握重要不等式的聯(lián)系;
。5)通過對重要不等式的證明和等號成立的條件的分析,培養(yǎng)學(xué)生嚴謹科學(xué)的認識習(xí)慣,進一步滲透變量和常量的哲學(xué)觀;
教學(xué)建議
1.教材分析
(1)知識結(jié)構(gòu)
本節(jié)根據(jù)不等式的性質(zhì)推導(dǎo)出一個重要的不等式: ,根據(jù)這個結(jié)論,又得到了一個定理: ,并指出了 為 的算術(shù)平均數(shù), 為 的幾何平均數(shù)后,隨后給出了這個定理的幾何解釋。
(2)重點、難點分析
本節(jié)課的重點內(nèi)容是掌握“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)”;掌握兩個正數(shù)的和為定值時積有最大值,積為定值時和有最小值的結(jié)論,教學(xué)難點是正確理解和使用平均值定理求某些函數(shù)的最值.為突破重難點,教師單方面強調(diào)是遠遠不夠的,只有讓學(xué)生通過自己的思考、嘗試,注意到平均值定理中等號成立的條件,發(fā)現(xiàn)使用定理求最值的三個條件“一正,二定,三相等”缺一不可,才能大大加深學(xué)生對正確使用定理的理解,教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生分析歸納問題的能力,幫助學(xué)生形成知識體系,全面深刻地掌握平均值定理求最值和解決實際問題的方法.
㈠定理教學(xué)的注意事項
在公式 以及算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)的定理的教學(xué)中,要讓學(xué)生注意以下兩點:
(1) 和 成立的條件是不同的:前者只要求 都是實數(shù),而后者要求 都是正數(shù)。
例如 成立,而 不成立。
。2)這兩個公式都是帶有等號的不等式,因此對其中的“當且僅當……時取‘=’號”這句話的含義要搞清楚。教學(xué)時,要提醒學(xué)生從以下兩個方面來理解這句話的含義:
當 時取等號,其含義就是:
僅當 時取等號,其含義就是:
綜合起來,其含義就是: 是 的充要條件。
(二)關(guān)于用定理證明不等式
當用公式 , 證明不等式時,應(yīng)該使學(xué)生認識到:
它們本身也是根據(jù)不等式的意義、性質(zhì)或用比較法(將在下一小節(jié)學(xué)習(xí))證出的。因此,凡是用它們可以獲證的不等式,一般也可以直接根據(jù)不等式的意義、性質(zhì)或用比較法證明。
(三)應(yīng)用定理求最值的條件
應(yīng)用定理時注意以下幾個條件:
。1)兩個變量必須是正變量;
(2)當它們的和為定值時,其積取得最大值;當它們的積是定值時,其和取得最小值;
。3)當且僅當兩個數(shù)相等時取最值.
即必須同時滿足“正數(shù)”、“定值”、“相等”三個條件,才能求得最值.
在求某些函數(shù)的最值時,還要注意進行恰當?shù)暮愕茸冃、分析變量、配置系?shù).
(四)應(yīng)用定理解決實際問題的分析
在應(yīng)用兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)的定理解決這類實際問題時,要讓學(xué)生注意;
(1)先理解題意,設(shè)變量,設(shè)變量時一般把要求最大值或最小值的變量定為函數(shù);
。2)建立相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式,把實際問題抽象為函數(shù)的最大值或最小值問題;
(3)在定義域內(nèi),求出函數(shù)的最大值或最小值;
。4)正確寫出答案。
2.教法建議
。1)導(dǎo)入新課建議采用學(xué)生比較熟悉的問題為背景,這樣容易被學(xué)生接受,產(chǎn)生興趣,激發(fā)學(xué)習(xí)動機.使得學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課知識自然且合理.
(2)在新授知識過程中,教師應(yīng)力求引導(dǎo)、啟發(fā),讓學(xué)生逐步回憶所學(xué)的知識,并應(yīng)用它們來分析問題、解決問題,以形成比較系統(tǒng)和完整的知識結(jié)構(gòu).對有關(guān)概念使學(xué)生理解準確,盡量以多種形式反映知識結(jié)構(gòu),使學(xué)生在比較中得到深刻理解.
。3)教學(xué)方法建議采用啟發(fā)引導(dǎo),講練結(jié)合的授課方式,發(fā)揮教師主導(dǎo)作用,體現(xiàn)學(xué)生主體地位,學(xué)生獲取知識必須通過學(xué)生自己一系列思維活動完成,啟發(fā)誘導(dǎo)學(xué)生深入思考問題,有利于培養(yǎng)學(xué)生思維靈活、嚴謹、深刻等良好思維品質(zhì).
。4)可以設(shè)計解法的正誤討論,這樣能夠使學(xué)生嘗試失敗,并從失敗中找到錯誤原因,加深對正確解法的理解,真正把新知識納入到原有認知結(jié)構(gòu)中.
。5)注意培養(yǎng)應(yīng)用意識.教學(xué)中應(yīng)不失時機地使學(xué)生認識到數(shù)學(xué)源于客觀世界并反作用干客觀世界.為增強學(xué)生的應(yīng)用意識,在平時教學(xué)中就應(yīng)適當增加解答應(yīng)用問題的教學(xué),使學(xué)生不禁感到“數(shù)學(xué)有用,要用數(shù)學(xué)”.
第一課時
教學(xué)目標:
1.學(xué)會推導(dǎo)并掌握兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)定理;
2.理解定理的幾何意義;
3.能夠簡單應(yīng)用定理證明不等式.
教學(xué)重點:均值定理證明
教學(xué)難點:等號成立條件
教學(xué)方法:引導(dǎo)式
教學(xué)過程(www.gymyzhishaji.com):
一、復(fù)習(xí)回顧
上一節(jié),我們完成了對不等式性質(zhì)的學(xué)習(xí),首先我們來作一下回顧.
(學(xué)生回答)
由上述性質(zhì),我們可以推導(dǎo)出下列重要的不等式.
二、講授新課
1. 重要不等式:
如果
證明:
當
所以,
即
由上面的結(jié)論,我們又可得到
2. 定理:如果 是正數(shù),那么
證明:∵
即
顯然,當且僅當
說明:。┪覀兎Q 的算術(shù)平均數(shù),稱 的幾何平均數(shù),因而,此定理又可敘述為: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).
ⅱ) 成立的條件是不同的:前者只要求 都是實數(shù),而后者要求 都是正數(shù).
、#爱斍覂H當”的含義是充要條件.
3.均值定理的幾何意義是“半徑不小于半弦”.
以長為 的線段為直徑作圓,在直徑AB上取點C, .過點C作垂直于直徑AB的弦DD′,那么
即
這個圓的半徑為 ,顯然,它不小于CD,即 ,其中當且僅當點C與圓心重合;即 時,等號成立.
在定理證明之后,我們來看一下它的具體應(yīng)用.
4. 例題講解:
例1 已知 都是正數(shù),求證:
。1)如果積 是定值P,那么當 時,和 有最小值
(2)如果和 是定值S,那么當 時,積 有最大值 證明:因為 都是正數(shù),所以
。1)積xy為定值P時,有
上式當 時,取“=”號,因此,當 時,和 有最小值 .
。2)和 為定值S時,有
上式當 時取“=”號,因此,當 時,積 有最大值 .
說明:此例題反映的是利用均值定理求最值的方法,但應(yīng)注意三個條件:
。1)函數(shù)式中各項必須都是正數(shù);
。2)函數(shù)式中含變數(shù)的各項的和或積必須是常數(shù);
。3)等號成立條件必須存在.
接下來,我們通過練習(xí)來進一步熟悉均值定理的應(yīng)用.
三、課堂練習(xí)
課本P11練習(xí)2,3
要求:學(xué)生板演,老師講評.
課堂小結(jié):
通過本節(jié)學(xué)習(xí),要求大家掌握兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù)的定理,并會應(yīng)用它證明一些不等式,但是在應(yīng)用時,應(yīng)注意定理的適用條件.
課后作業(yè):習(xí)題6.2 1,2,3,4
板書設(shè)計:
§6.2.1 ……
1.重要不等式 說明。 4.例題…… 學(xué)生
…… ⅱ) …… 練習(xí)
ⅲ) ……
2.均值定理 3.幾何意義
……
……
第二課時
教學(xué)目標:
1.進一步掌握均值不等式定理;
2.會應(yīng)用此定理求某些函數(shù)的最值;
3.能夠解決一些簡單的實際問題.
教學(xué)重點:均值不等式定理的應(yīng)用
教學(xué)難點:
解題中的轉(zhuǎn)化技巧
教學(xué)方法:啟發(fā)式
教學(xué)過程(www.gymyzhishaji.com):
一、復(fù)習(xí)回顧
上一節(jié),我們一起學(xué)習(xí)了兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)的定理,首先我們來回顧一下定理內(nèi)容及其適用條件.
(學(xué)生回答)
利用這一定理,可以證明一些不等式,也可求解某些函數(shù)的最值,這一節(jié),我們來繼續(xù)這方面的訓(xùn)練.
二、講授新課
例2 已知都是正數(shù),求證:
分析:此題要求學(xué)生注意與均值不等式定理的“形”上發(fā)生聯(lián)系,從而正確運用,同時加強對均值不等式定理的條件的認識.
證明:由 都是正數(shù),得
即
例3 某工廠要建造一個長方體無蓋貯水池,其容積為 ,深為3m,如果池底每 的造價為150元,池壁每 的造價為120元,問怎樣設(shè)計水池能使總造價最低,最低總造價是多少元?
分析:此題首先需要由實際問題向數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化,即建立函數(shù)關(guān)系式,然后求函數(shù)的最值,其中用到了均值不等式定理.
解:設(shè)水池底面一邊的長度為xm,水池的總造價為l元,根據(jù)題意,得
當
因此,當水池的底面是邊長為40m的正方形時,水池的總造價最低,最低總造價是297600元.
評述:此題既是不等式性質(zhì)在實際中的應(yīng)用,應(yīng)注意數(shù)學(xué)語言的應(yīng)用即函數(shù)解析式的建立,又是不等式性質(zhì)在求最值中的應(yīng)用,應(yīng)注意不等式性質(zhì)的適用條件.
為了進一步熟悉均值不等式定理在證明不等式與求函數(shù)最值中的應(yīng)用,我們來進行課堂練習(xí).
三、課堂練習(xí)
課本P11練習(xí)1,4
要 求:學(xué)生板演,老師講評.
課堂小結(jié):
通過本節(jié)學(xué)習(xí),要求大家進一步掌握利用均值不等式定理證明不等式及求函數(shù)的最值,并認識到它在實際問題中的應(yīng)用.
課后作業(yè):
習(xí)題6.2 5,6,7
板書設(shè)計:
均值不等式 例2 §6.2.2 例3 學(xué)生
定理回顧 …… ……
…… …… …… 練習(xí)
…… …… ……
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