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高中数学第三讲柯西不等式与排序不等式3.3排序不等式教案新人教A版选修4_5

高中数学第三讲柯西不等式与排序不等式3.3排序不等式教案新人教A版选修4_5
高中数学第三讲柯西不等式与排序不等式3.3排序不等式教案新人教A版选修4_5

3.3排序不等式

一、教学目标

1.了解排序不等式的数学思想和背景.

2.理解排序不等式的结构与基本原理,会用排序不等式解决简单的不等式问题.

二、课时安排

1课时

三、教学重点

1.了解排序不等式的数学思想和背景.

2.理解排序不等式的结构与基本原理,会用排序不等式解决简单的不等式问题.

四、教学难点

1.了解排序不等式的数学思想和背景.

2.理解排序不等式的结构与基本原理,会用排序不等式解决简单的不等式问题.

五、教学过程

(一)导入新课

某班学生要开联欢会,需要买价格不同的礼品4件,5件和2件.现在选择商店中单价分别为3元,2元和1元的礼品,则至少要花________元,最多要花________元.【解析】取两组实数(2,4,5)和(1,2,3),则顺序和为2×1+4×2+5×3=25,反序和为2×3+4×2+5×1=19.

所以最少花费为19元,最多花费为25元.

【答案】19 25

(二)讲授新课

教材整理1 顺序和、乱序和、反序和的概念

设a1≤a2≤a3≤…≤a n,b1≤b2≤b3≤…≤b n为两组实数,c1,c2,…,c n是b1,b2,…,b n的任一排列,则称a i与b i(i=1,2,…,n)的相同顺序相乘所得积的和为顺序和,和为乱序和,相反顺序相乘所得积的和称为反序和.

教材整理2 排序不等式

设a1≤a2≤…≤a n,b1≤b2≤…≤b n为两组实数,c1,c2,…,c n是b1,b2,…,b n的任一排列,则≤≤,当且仅当a1=a2=…=a n或b1=b2=…=b n时,反序和等于顺序和,此不等式简记为≤≤顺序和.

(三)重难点精讲

题型一、用排序不等式证明不等式(字母大小已定) 例1已知a ,b ,c 为正数,a ≥b ≥c ,求证: (1)1bc ≥1ca ≥1ab

(2)a 2b 2c 2+b 2c 2a 2+c 2a 2b 2≥1a 2+1b 2+1c

2. 【精彩点拨】 由于题目条件中已明确a ≥b ≥c ,故可以直接构造两个数组. 【自主解答】 (1)∵a ≥b >0,于是1a ≤1

b

.

又c >0,∴1c >0,从而1bc ≥1

ca ,

同理,∵b ≥c >0,于是1b ≤1

c

, ∴a >0,∴1a >0,于是得1ca ≥1

ab

从而1bc ≥1ca ≥1ab

.

(2)由(1)知1bc ≥1ca ≥1

ab

>0且a ≥b ≥c >0,

1

b 2c

2

1

c 2a

2

1

a 2b

2

,a 2

≥b 2≥c 2

.

由排序不等式,顺序和≥乱序和得

a 2

b 2

c 2+b 2c 2a 2+c 2a 2b 2≥b 2b 2c 2+c 2c 2a 2+a 2a 2b 2=1c 2+1a 2+1b 2=1a 2+1b 2+1c 2, 故a 2b 2c 2+b 2c 2a 2+c 2a 2b 2≥1a 2+1b 2+1c

2. 规律总结:利用排序不等式证明不等式的技巧在于仔细观察、分析所要证明的式子的结构,从而正确地构造出不等式中所需要的带有大小顺序的两个数组.

[再练一题]

1.本例题中条件不变,求证:a 5b 3c 3+b 5c 3a 3+c 5a 3b 3≥c 2a 3+a 2b 3+b 2

c

3.

【证明】 ∵a ≥b ≥c ≥0, ∴a 5

≥b 5

≥c 5

, 1

c ≥1b ≥1

a

>0.

∴1bc ≥1ac ≥1ba

1

b 3c

3≥

1

a 3c

3≥

1

b 3a 3

,由顺序和≥乱序和得

a 5

b 3

c 3+b 5a 3c 3+c 5b 3a 3≥b 5b 3c 3+c 5a 3c 3+a 5

b 3a 3 =b 2

c 3+c 2a 3+a 2

b

3, ∴a 5b 3c 3+b 5a 3c 3+c 5b 3a 3≥c 2a 3+a 2b 3+b 2c

3. 题型二、字母大小顺序不定的不等式证明

例2设a ,b ,c 为正数,求证:a 2+b 22c +b 2+c 22a +c 2+a 22b ≤a 3bc +b 3ca +c 3

ab

.

【精彩点拨】 (1)题目涉及到与排序有关的不等式;

(2)题目中没有给出a ,b ,c 的大小顺序.解答本题时不妨先设定a ≤b ≤c ,再利用排序不等式加以证明.

【自主解答】 不妨设0

≤b 3

≤c 3

, 0<1

bc ≤1ca ≤1

ab

由排序原理:乱序和≤顺序和,得

a 3·1ca +

b 3·1ab +

c 3·1bc ≤a 3·1bc +b 3·1ca +c 3·1ab ,

a 3·1

ab +b 3·1

bc +c 3·1

ca ≤a 3·1

bc +b 3·1

ca +c 3·1

ab

. 将上面两式相加得

a 2+

b 2

c +b 2+c 2a +c 2+a 2b ≤2? ??

??

a 3bc +

b 3ca +

c 3

ab , 将不等式两边除以2,

得a 2+b 22c +b 2+c 22a +c 2+a 22b ≤a 3bc +b 3ca +c 3ab

.

规律总结:在排序不等式的条件中需要限定各数值的大小关系,对于没有给出大小关系的情况:(1)要根据各字母在不等式中地位的对称性,限定一种大小关系.(2)若给出的字母不具有对称性,一定不能直接限定字母的大小顺序,而要根据具体环境分类讨论.

[再练一题]

2.设a 1,a 2,…,a n 为正数,求证:a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2n

a 1

≥a 1+a 2+…+a n .

【证明】 不妨设0<a 1≤a 2≤…≤a n ,则

a 21≤a 22≤…≤a 2

n ,1a 1≥1a 2≥…≥1

a n

.

由排序不等式知,乱序和不小于反序和,所以

a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2n a 1≥a 21·1a 1+a 22·1a 2+…+a 2n ·1a n ,即 a 21a 2+a 22a 3+…+a 2n -1a n +a 2n a 1

≥a 1+a 2+…+a n . 题型三、利用排序不等式求最值

例3 设A ,B ,C 表示△ABC 的三个内角,a ,b ,c 表示其对边,求aA +bB +cC

a +

b +c

的最小

值(A ,B ,C 用弧度制表示).

【精彩点拨】 不妨设a ≥b ≥c >0,设法构造数组,利用排序不等式求解. 【自主解答】 不妨设a ≥b ≥c , 则A ≥B ≥C . 由排序不等式,得

aA +bB +cC =aA +bB +cC , aA +bB +cC ≥bA +cB +aC , aA +bB +cC ≥cA +aB +bC ,

将以上三式相加,得

3(aA +bB +cC )≥(a +b +c )·(A +B +C )=π(a +b +c ), 当且仅当A =B =C =π

3时,等号成立.

∴aA +bB +cC a +b +c ≥π

3,

aA +bB +cC a +b +c 的最小值为π

3

.

规律总结:

1.分析待求函数的结构特征,构造两个有序数组.

2.运用排序原理求最值时,一定要验证等号是否成立,若等号不成立,则取不到最值. [再练一题]

3.已知x ,y ,z 是正数,且x +y +z =1,求t =x 2y +y 2z +z 2

x

的最小值.

【解】 不妨设x ≥y ≥z >0,则x 2≥y 2≥z 2

,1z ≥1y ≥1x

.

由排序不等式,乱序和≥反序和.

x 2y +y 2z +z 2

x

≥x 2·1x +y 2·1y +z 2

·1z

=x +y +z .

又x +y +z =1,x 2y +y 2z +z 2

x

≥1,

当且仅当x =y =z =1

3

时,等号成立.

故t =x 2y +y 2z +z 2

x

的最小值为1.

题型四、利用排序不等式求解简单的实际问题

例4 若某网吧的3台电脑同时出现了故障,对其维修分别需要45 min,25 min 和30 min ,每台电脑耽误1 min ,网吧就会损失0.05元.在只能逐台维修的条件下,按怎样的顺序维修,才能使经济损失降到最小?

【精彩点拨】 这是一个实际问题,需要转化为数学问题.要使经济损失降到最小,即三台电脑维修的时间与等候的总时间之和最小,又知道若维修第一台用时间t 1 min 时,三台电脑等候维修的总时间为3t 1 min ,依此类推,等候的总时间为3t 1+2t 2+t 3 min ,求其最小值即可.

【自主解答】 设t 1,t 2,t 3为25,30,45的任一排列, 由排序原理知3t 1+2t 2+t 3≥3×25+2×30+45=180(min), 所以按照维修时间由小到大的顺序维修,可使经济损失降到最小. 规律总结:

1.首先理解题意,实际问题数学化,建立恰当模型.

2.三台电脑的维修时间3t 1+2t 2+t 3就是问题的数学模型,从而转化为求最小值(运用排序原理).

[再练一题]

4.有5个人各拿一只水桶到水龙头接水,如果水龙头注满这5个人的水桶需要时间分别是4 min,8 min,6 min,10 min,5 min ,那么如何安排这5个人接水的顺序,才能使他们等待的总时间最少?

【解】 根据排序不等式的反序和最小,可得最少时间为4×5+5×4+6×3+8×2+10×1=84(min).

即按注满时间为4 min,5 min,6 min,8 min,10 min 依次等水,等待的总时间最少. (四)归纳小结

排序不等式—???

—反序和、乱序和、顺序和

—排序原理

—排序原理的应用

(五)随堂检测

1.已知x≥y,M=x4+y4,N=x3y+y3x,则M与N的大小关系是( )

A.M>N B.M≥N C.M

【解析】由排序不等式,知M≥N.

【答案】 B

2.设a,b,c为正数,P=a3+b3+c3,Q=a2b+b2c+c2a,则P与Q的大小关系是( ) A.P>Q B.P≥Q C.P

【答案】 B

3.已知两组数1,2,3和4,5,6,若c1,c2,c3是4,5,6的一个排列,则c1+2c2+3c3的最大值是________,最小值是________.

【解析】由排序不等式,顺序和最大,反序和最小,

∴最大值为1×4+2×5+3×6=32,最小值为1×6+2×5+3×4=28.

【答案】32 28

六、板书设计

七、作业布置

八、教学反思

必修五 3.1不等式与不等关系(第一课时)教案

§3.1不等式与不等关系 【教学目标】 1.知识与技能:通过具体情景,感受在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系,理解不等式(组)的实际背景,掌握不等式的基本性质; 2.过程与方法:通过解决具体问题,学会依据具体问题的实际背景分析问题、解决问题的方法; 3.情态与价值:通过解决具体问题,体会数学在生活中的重要作用,培养严谨的思维习惯。 【教学重点】 用不等式(组)表示实际问题的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题。理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值。 【教学难点】 用不等式(组)正确表示出不等关系。 【教学过程】 1.课题导入 在现实世界和日常生活中,既有相等关系,又存在着大量的不等关系。如两点之间线段最短,三角形两边之和大于第三边,等等。人们还经常用长与短、高与矮、轻与重、胖与瘦、大与小、不超过或不少于等来描述某种客观事物在数量上存在的不等关系。在数学中,我们用不等式来表示不等关系。 下面我们首先来看如何利用不等式来表示不等关系。 2.讲授新课 1)用不等式表示不等关系 引例1:限速40km/h 的路标,指示司机在前方路段行驶时,应使汽车的速度v 不超过40km/h ,写成不等式就是: 40v ≤ 引例2:某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量应不少于2.5%,蛋白质的含量p 应不少于2.3%,写成不等式组就是——用不等式组来表示 2.5%2.3% f p ≤??≥? 问题1:设点A 与平面α的距离为d,B 为平面α上的任意一点,则||d AB ≤。 问题2:某种杂志原以每本2.5元的价格销售,可以售出8万本。据市场调查,若单价每提高0.1元,销售

柯西不等式的应用(整理篇)

柯西不等式的证明及相关应用 摘要:柯西不等式是高中数学新课程的一个新增内容,也是高中数学的一个重要知识点,它不仅历史悠久,形式优美,结构巧妙,也是证明命题、研究最值问题的一个强有力的工具。 关键词:柯西不等式 柯西不等式变形式 最值 一、柯西(Cauchy )不等式: ()2 2211n n b a b a b a +++Λ()()2 222122221n n b b b a a a ++++++≤ΛΛ()n i R b a i i Λ2,1,,=∈ 等号当且仅当021====n a a a Λ或i i ka b =时成立(k 为常数,n i Λ2,1=) 现将它的证明介绍如下: 方法1 证明:构造二次函数 ()()()2 2 222 11)(n n b x a b x a b x a x f ++++++=Λ =()()() 2 222122112222212n n n n b b b x b a b a b a x a a a +++++++++++ΛΛΛ 由构造知 ()0≥x f 恒成立 又22120n n a a a +++≥Q L ()()() 0442 2221222212 2211≤++++++-+++=?∴n n n n b b b a a a b a b a b a ΛΛΛ 即()()() 22221222212 2211n n n n b b b a a a b a b a b a ++++++≤+++ΛΛΛ 当且仅当()n i b x a i i Λ2,10==+ 即12 12n n a a a b b b ===L 时等号成立 方法2 证明:数学归纳法 (1) 当1n =时 左式=()211a b 右式=()2 11a b 显然 左式=右式 当2=n 时 右式 ( )()()()2 2 22 22222212 1211222112a a b b a b a b a b a b =++=+++ ()()()2 22 1122121212222a b a b a a b b a b a b ≥++=+=左式 故1,2n =时 不等式成立 (2)假设n k =(),2k k ∈N ≥时,不等式成立 即 ()()() 22 221222212 2211k k k k b b b a a a b a b a b a ++++++≤+++ΛΛΛ 当 i i ma b =,m 为常数,k i Λ2,1= 或120k a a a ====L 时等号成立 设A=22221k a a a +++Λ B=2 2221k b b b +++Λ 1122k k C a b a b a b =+++L 2 C AB ≥∴

高中数学教学论文 柯西不等式的证明与应用

柯西不等式的证明及其应用 摘要:柯西不等式是一个非常重要的不等式,本文用六种不同的方法证明了柯西不等式,并给出了一些柯西不等式在证明不等式、求函数最值、解方程、解三角与几何问题等方面的应用,最后用其证明了点到直线的距离公式,更好的解释了柯西不等式。 关键词:柯西不等式,证明,应用 Summar y: Cauchy's inequality is a very important inequality, this article use six different methods to prove the Cauchy inequality, and gives some Cauchy inequality in inequality, solving the most value, solving equations, trigonometry and geometry problems in the areas of application, the last used it proved that point to the straight line distance formula, better explains the Cauchy inequality. Keywords :Cauchy inequality, proof application 不等式是数学的重要组成部分,它遍及数学的每一个分支。本文主要介绍著名不等式——柯西不等式的证明方法及其在初等数学解体中 的应用。柯西不等式是一个非常重要的不等式,本文用几种不同的方法证明了柯西不等式,并给出了一些柯西不等式在证明不等式、求函数最值、解方程、解三角与几何问题等方面的应用。

高中数学必修五-不等关系与不等式-教案

第三章不等式 必修5 3.1 不等关系与不等式 一、教学目标 1.通过具体问题情境,让学生感受到现实生活中存在着大量的不等关系; 2.通过了解一些不等式(组)产生的实际背景的前提下,学习不等式的相关内容; 3.理解比较两个实数(代数式)大小的数学思维过程. 二、教学重点: 用不等式(组)表示实际问题中的不等关系,并用不等式(组)研究含有不等关系的问题.理解不等式(组)对于刻画不等关系的意义和价值. 三、教学难点: 使用不等式(组)正确表示出不等关系. 四、教学过程: (一)导入课题 现实世界和生活中,既有相等关系,又存在着大量的不等关系我们知道,两点之间线段最短,三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,等等.人们还经常用长与短,高与矮,轻与重,大与小,不超过或不少于等来描述某种客观事物在数量上存在的不等关系. 在数学中,我们用不等式来表示这样的不等关系.

提问: 1.“数量”与“数量”之间存在哪几种关系?(大于、等于、小于). 2.现实生活中,人们是如何描述“不等关系”的呢?(用不等式描述) 引入知识点: 1.不等式的定义:用不等号<、>、≤、≥、≠表示不等关系的式子叫不等式. 2.不等式a b ≥的含义. 不等式a b ≥应读作“a 大于或者等于b ”,其含义是指“或者a >b ,或者a =b ”,等价于“a 不小于b ,即若a >b 或a =b 之中有一个正确,则a b ≥正确. 3.实数比较大小的依据与方法. (1)如果a b -是正数,那么a b >;如果a b -等于零,那么a b =;如果a b -是负数,那么a b <.反之也成立,就是(a b ->0?a >b ;a b -=0?a =b ;a b -<0?a

高中数学不等式知识点总结

弹性学制数学讲义 不等式(4课时) ★知识梳理 1、不等式的基本性质 ①(对称性)a b b a >?> ②(传递性),a b b c a c >>?> ③(可加性)a b a c b c >?+>+ (同向可加性)d b c a d c b a +>+?>>, (异向可减性)d b c a d c b a ->-?<>, ④(可积性)bc ac c b a >?>>0, bc ac c b a 0, ⑤(同向正数可乘性)0,0a b c d ac bd >>>>?> (异向正数可除性)0,0a b a b c d c d >>< ⑥(平方法则) 0(,1)n n a b a b n N n >>?>∈>且 ⑦(开方法则)0(,1)n n a b a b n N n >>?>∈>且 ⑧(倒数法则) b a b a b a b a 110;110>?<<> 2、几个重要不等式 ①()222a b ab a b R +≥∈,,(当且仅当a b =时取""=号). 变形公式:22 .2a b ab +≤ ②(基本不等式) 2a b ab +≥ ()a b R +∈,,(当且仅当a b =时取到等号). 变形公式: 2a b a b +≥ 2 .2a b ab +??≤ ??? 用基本不等式求最值时(积定和最小,和定积最大),要注意满足三个条件“一正、二定、

三相等”. ③(三个正数的算术—几何平均不等式) 33a b c abc ++≥()a b c R +∈、、(当且仅当a b c ==时取到等号). ④()222a b c ab bc ca a b R ++≥++∈, (当且仅当a b c ==时取到等号). ⑤ 3333(0,0,0)a b c abc a b c ++≥>>> (当且仅当a b c ==时取到等号). ⑥0,2b a ab a b >+≥若则(当仅当a=b 时取等号) 0,2b a ab a b <+≤-若则(当仅当a=b 时取等号) ⑦b a n b n a m a m b a b <++<<++<1,(其中000)a b m n >>>>,, 规律:小于1同加则变大,大于1同加则变小. ⑧220;a x a x a x a x a >>?>?<->当时,或 22. x a x a a x a

人教A版新课标高中数学必修一教案-《等式性质与不等式性质》

《 等式性质与不等式性质》 1、知识与技能 (1)能用不等式 (组)表示实际问题的不等关系; (2)初步学会作差法比较两实数的大小; (3)掌握不等式的基本性质,并能运用这些性质解决有关问题. 2、过程与方法 使学生感受到在现实世界和日常生活中存在着大量的不等关系;以问题方式代替例题,学习如何利用不等式研究及表示不等式,利用不等式的有关基本性质研究不等关系. 3、情感态度与价值观 通过学生在学习过程中的感受、体验、认识状况及理解程度,注重问题情境、实际背景的设置,通过学生对问题的探究思考,广泛参与,改变学生学习方式,提高学习质量. 【教学重点】 能用不等式(组)表示实际问题的不等关系, 会作差法比较两实数的大小 ,通过类比法,掌握不等式的基本性质. 【教学难点】 运用不等式性质解决有关问题. (一)新课导入 用不等式(组)表示不等关系

中国"神舟七号”宇宙飞船飞天取得了最圆满的成功.我们知道,它的飞行速度(v )不小于第一宇宙速度(记作2v ),且小于第二宇宙速度(记 1v ). 12v v v ≤< (二)新课讲授 问题1:你能用不等式或不等式组表示下列问题中的不等关系吗 (1)某路段限速40km /h ; (2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量f 应不少于%,蛋白质的含量p 应不少于%; (3)三角形两边之和大于第三边、两边之差小于第三边; (4)连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短. 对于(1),设在该路段行驶的汽车的速度为vkm /h ,“限速40km /h ”就是v 的大小不能超过40,于是0<v ≤40. 对于(2)某品牌酸奶的质量检查规定,酸奶中脂肪的含量f 应不少于%,蛋白质的含量p 应不少于%. 2.5%2.3% f p ≥??≥? 对于(3),设△ABC 的三条边为a ,b ,c ,则a +b >c ,a -b <c . 对于(4),如图,设C 是线段AB 外的任意一点,CD 垂直于AB ,垂足 为D ,E 是线段AB 上不同于D 的任意一点,则CD <CE . 以上我们根据实际问题所蕴含的不等关系抽象出了不等式图接着, 就可以用不等式研究相应的问题了 问题2:某种杂志原以每本元的价格销售,可以售出8万本.据市场调查,杂志的单价每提高元,销售量就可能减少2000本.如何定价才能使提价后的销售总收入不低于20万元 解:提价后销售的总收入为错误!x 万元,那么不等关系“销售的总收入仍不低于20万元”可以表示为不等式

不等式知识点详解

考试内容: 不等式.不等式的基本性质.不等式的证明.不等式的解法.含绝对值的不等式. 考试要求: (1)理解不等式的性质及其证明. (2)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,并会简单的应用. (3)掌握分析法、综合法、比较法证明简单的不等式. (4)掌握简单不等式的解法. (5)理解不等式│a │-│b │≤│a+b │≤│a │+│b │ §06. 不 等 式 知识要点 1. 不等式的基本概念 (1) 不等(等)号的定义:.0;0;0b a b a b a b a b a b a ?>- (2) 不等式的分类:绝对不等式;条件不等式;矛盾不等式. (3) 同向不等式与异向不等式. (4) 同解不等式与不等式的同解变形. 2.不等式的基本性质 (1)a b b a (对称性) (2)c a c b b a >?>>,(传递性) (3)c b c a b a +>+?>(加法单调性) (4)d b c a d c b a +>+?>>,(同向不等式相加) (5)d b c a d c b a ->-?<>,(异向不等式相减) (6)bc ac c b a >?>>0,. (7)bc ac c b a 0,(乘法单调性) (8)bd ac d c b a >?>>>>0,0(同向不等式相乘) (9)0,0a b a b c d c d >><(异向不等式相除) 11(10),0a b ab a b >>? <(倒数关系) (11))1,(0>∈>?>>n Z n b a b a n n 且(平方法则) (12))1,(0>∈>?>>n Z n b a b a n n 且(开方法则) 3.几个重要不等式 (1)0,0||,2≥≥∈a a R a 则若 (2))2||2(2,2222ab ab b a ab b a R b a ≥≥+≥+∈+或则、若(当仅当a=b 时取等号) (3)如果a ,b 都是正数,那么 .2 a b +≤(当仅当a=b 时取等号) 极值定理:若,,,,x y R x y S xy P +∈+==则: ○ 1如果P 是定值, 那么当x=y 时,S 的值最小; ○2如果S 是定值, 那么当x =y 时,P 的值最大. 利用极值定理求最值的必要条件: 一正、二定、三相等.

高中数学:柯西不等式的几种用法

高中数学:柯西不等式的几种用法 1、熟记模型,直接应用 ()+21212 11,2111i n n a R i n a a a n a a a ∈=?? ++++++≥ ???例 ,求证 2、灵活变通,巧妙应用 22x y R x y x y ∈≤+≤例2、已知 ,,且3+26, 求证: 12 22223,3,,,2365,2. a b c d a b c d R a b c d a + ++=?∈ ?+++=?≤≤例、,且满足:求证:1 35,2 x ≤≤<例4、设求证: 3、以n 为目标,在“1”上下功夫 22212 12 n n i a a a a a a a R n ++++++∈≤例5、 +441,,18 a b R a b a b ∈+=≥例6、若 求证:+ ()12122 22221212,1111.n n n n a a a a a a n a a a a a a n ++++??????++++++≥ ? ? ???????例7、已知 ,,都是正数,且=1, 求证: 4、以分式的各项分母为目标,配对约分为桥梁。 ()22212a b c a b c R a b c a b c b a c + ∈++≥+++++例8、若、、,证明: ()()()333 111132 a b c abc a b c b a c c a b =≥+++例9设、、为正实数,且满足, 证明:++(IMO32届赛题) 5、 去伪存真,再寻对策

11111223421231 n n n n n n ∈≥->-+例10、 设N 且 2 求证:1-+-++ 6、综合中寻机应用,技高一筹 ,,,0,1, 131313131 a b c d abcd a b c d b c d a >≥+++≥++++例11、已知求证: (){}()() 1212222111,, ,2,,,1,1,1.2015n n n n n i i i i i i i a a a n a a n a εεεε===≥∈-??????+≤+ ? ? ??????? ∑∑∑例12、已知是实数,证明:可以选取使得:年全国联赛二试

2019-2020年高中数学第三讲柯西不等式与排序不等式3.3排序不等式达标训练新人教A版选修

2019-2020年高中数学第三讲柯西不等式与排序不等式3.3排序不等式达 标训练新人教A 版选修 基础·巩固 1.如下图所示,矩形OPAQ 中,a 1≤a 2,b 1≤b 2,则阴影部分的矩形的面积之和_________空白部分的矩形的面积之和. 思路分析:这可沿图中线段MN 向上翻折比较即知.当然由图我们可知,阴影面积=a 1b 1+a 2b 2,而空白面积=a 1b 2+a 2b 1.根据顺序和≥反序和可知答案. 答案:≥ 2.设a 、b 、c 为某一三角形三边长,求证: a 2(b+c-a)+ b 2(c+a-b)+ c 2(a+b-c)≤3abc. 思路分析:运用排序原理,关键是弄出有序数组,通常从函数的单调性质去寻找,如f(x)=x 2在R +单调递增,f(x)=在R +单调递减. 证明:不妨设a≥b≥c,易证a(b+c-a)≤b(c+a -b)≤c(a+b -c). 由排序原理得a 2(b+c-a)+b 2(c+a-b)+c 2(a+b-c) ≤a·b(c+a -b)+b·c(a+b -c)+c·a(b+c -a)=3abc. 3.对a,b,c∈R +,比较a 3+b 3+c 3与a 2b+b 2c+c 2a 的大小. 思路分析:将式子理解为积的形式a 2·a+b 2·b+c 2·c,a 2b+b 2c+c 2a,再依大小关系可求解. 解:取两组数a,b,c ;a 2,b 2,c 2. 不论a,b,c 的大小顺序如何,a 3+b 3+c 3都是顺序和,a 2b+b 2c+c 2a 都是乱序和; 故由排序原理可得a 3+b 3+c 3≥a 2b+b 2c+c 2a. 4.求证:正实数a 1,a 2,…,a n 的任一排列为a 1′,a 2′,…,a n ′,则有≥n. 思路分析:本题考查如何将和的形式构造为积的形式,本题关键是将n 理解为n 个1相加,而把1理解为x·的形式.这种方法有普遍的应用,应该加以重视. 证明:取两组数a 1,a 2,…,a n ;,,…,. 其反序和为=n ,原不等式的左边为乱序和,有≥n. 5.已知a,b,c∈R +,求证:≥a 10+b 10+c 10. 思路分析:可以发现左右两边的次数相等,因此,应该进行适当的拼凑,使其成为积的形式. 证明:不妨设a≥b≥c>0,则>0且a 12≥b 12≥c 12>0, 则ab c bc b ab a ab c ca b bc a 12 1212121212++≥++ c c b b a a a c c b b a 11 1111111111++≥++==a 10+b 10+c 10. 6.设a 1,a 2, …,a n 是1,2, …,n 的一个排列,求证: n n a a a a a a n n 1322113221-++≤-+++ .

高中数学精讲教案-不等式的解法

高中数学-不等式的解法 考点不等式的解法 1不等式ax>b 若a>0,解集为 ? ? ? ? ? ? x| x> b a;若a<0,解集为?? ? ? ? ? x| x< b a;若a=0,当b≥0时,解集为?,当b<0时,解集为R. 2一元二次不等式 “三个二次”分三种情况讨论,对应的一元二次不等式ax2+bx+c>0与ax2+bx+c<0的解集,可归纳为: 判别式 Δ=b2-4ac Δ>0Δ=0Δ<0 二次函数 y=ax2+bx+c (a>0)的图象 一元二次方程 ax2+bx+c=0 (a≠0)的根 有两相异实根 x=x1或x=x2 有两相同实根 x=x1=x2 无实根 一元 二次 不等 式的 解集 ax2+bx+ c>0(a>0) {x|xx2} { x∈R| x≠ - ? ? ? b 2a R ax2+bx+ c<0(a>0) {x|x10(a0≠0,n∈N*,n≥3)可以转化为a0(x-x1)(x-x2)…(x-x n)>0(其中x10时,由于f(x)=a0(x-x1)(x-x2)…(x-x n)的值的符号在上述区间自右至左依次为+、-、+、-、…,所以正值区间为f(x)>0的解集. 4分式不等式的解法 (1) f(x) g(x) >0(<0)?f(x)·g(x)>0(<0); (2) f(x) g(x) ≥0(≤0)? ?? ? ??f(x)·g(x)≥0(≤0), g(x)≠0.

二维形式的柯西不等式知识点梳理

课题:二维形式的柯西不等式 备课教师:沈良宏参与教师:郭晓芳、龙新荣审定教师:刘德清 1、教学重点:二维形式柯西不等式的证明思路,二维形式柯西不等式的应用. 2、教学难点:二维形式柯西不等式的应用. 3、学生必须掌握的内容: 1.二维形式的柯西不等式 若a,b,c,d都是实数,则(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2,当且仅当ad=bc时,等号成立. 2.柯西不等式的向量形式 设α,β是两个向量,则|α·β|≤|α||β|,当且仅当β是零向量,或存在实数k,使α=kβ时,等号成立. 3.二维形式的三角不等式 设x1,y1,x2,y2∈R,那么x21+y21+x22+y22≥(x1-x2)2+(y1-y2)2. 注意: 1.二维柯西不等式的三种形式及其关系 定理1是柯西不等式的代数形式,定理2是柯西不等式的向量形式,定理3是柯西不等式的三角形式. 根据向量的意义及其坐标表示不难发现二维形式的柯西不等式及二维形式的三角不等式均可看作是柯西不等式的向量形式的坐标表示. 2.理解并记忆三种形式取“=”的条件 (1)代数形式中当且仅当ad=bc时取等号. (2)向量形式中当存在实数k,α=kβ或β=0时取等号. (3)三角形式中当P1,P2,O三点共线且P1,P2在原点O两旁时取等号. 3.掌握二维柯西不等式的常用变式 (1) a2+b2·c2+d2≥|ac+bd|. (2) a2+b2·c2+d2≥|ac|+|bd|. (3) a2+b2·c2+d2≥ac+bd. (4)(a+b)(c+d)≥(ac+bd)2. 4.基本不等式与二维柯西不等式的对比 (1)基本不等式是两个正数之间形成的不等关系.二维柯西不等式是四个实数之间形成的不等关系,从这个意义上讲,二维柯西不等式是比基本不等式高一级的不等式. (2)基本不等式具有放缩功能,利用它可以比较大小,证明不等式,当和(或积)为定值时,可求积(或和)的最值,同样二维形式的柯西不等式也有这些功能,利用二维形式的柯西不等式求某些特殊函数的最值非常有效. 4、容易出现的问题: 在二维形式的柯西不等式相关要点中,对式子(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2取等号的条件容易忽略,由于式子过长容易弄错各个数据之间的对应关系,使用公式时容易混淆公式中数据之间的关系,数据位置易出错。 5、解决方法:

人教课标版高中数学选修4-5:《不等式的基本性质》教案(1)-新版

1.1 课时1 不等式的基本性质 一、教学目标 (一)核心素养 在回顾和复习不等式的过程中,对不等式的基本性质进行系统地归纳整理,并对“不等式有哪些基本性质和如何研究这些基本性质”进行讨论,使学生掌握相应的思想方法,以提高学生对不等式基本性质的认识水平. (二)学习目标 1.理解用两个实数差的符号来规定两个实数大小的意义,建立不等式研究的基础. 2.掌握不等式的基本性质,并能加以证明. 3.会用不等式的基本性质判断不等关系和用比较法. (三)学习重点 应用不等式的基本性质推理判断命题的真假;代数证明. (四)学习难点 灵活应用不等式的基本性质. 二、教学设计 (一)课前设计 1.预习任务 (1)读一读:阅读教材第2页至第4页,填空: a b >? a b =? a b >?> ②a c b c a b +>+?> ③ac bc a b >?> ④33a b a b >?> ⑤22a b a b >?> ⑥,a b c d ac bd >>?> 2.预习自测 (1)当x ∈ ,代数式2(1)x +的值不大于1x +的值. 【知识点】作差比较法 【解题过程】2(1)(1)x x +-+=2(1)x x x x -=- 【思路点拨】熟悉作差比较法 【答案】[0,1]

(2)若c ∈R ,则22ac bc > a b > A.? B.? C.? D.≠ 【知识点】不等式的基本性质 【解题过程】由22ac bc >,得0c ≠,所以20c >;当,0a b c >=时,22ac bc =. 【思路点拨】掌握不等式的基本性质 【答案】A. (3)当实数,a b 满足怎样条件时,由a b >能推出 11a b ,所以当0ab >时,11a b <. 【思路点拨】掌握作差比较法 【答案】当0ab >时, 11a b <. (二)课堂设计 1.问题探究 探究一 结合实例,认识不等式 ●活动① 归纳提炼概念 人与人的年龄大小、高矮胖瘦,物与物的形状结构,事与事成因与结果的不同等等都表现出不等的关系,这表明现实世界中的量,不等是普遍的、绝对的,而相等则是局部的、相对的. 【设计意图】从生活实例到数学问题,从特殊到一般,体会概念的提炼、抽象过程. ●活动② 认识作差比较法 关于实数,a b 的大小关系,有以下基本事实: 如果a b >,那么a b -是正数;如果a b =,那么a b -等于零;如果a b <,那么a b -是负数.反过来也对. 这个基本事实可以表示为:0;0;0a b a b a b a b a b a b >?->=?-=

不等式选讲知识点归纳及近年高考真题

不等式选讲知识点归纳及近年高考真题 考点一:含绝对值不等式的解法 例1.(2011年高考辽宁卷理科24)已知函数f (x )=|x-2|-|x-5|. (I )证明:-3≤f (x )≤3;(II )求不等式f (x )≥x 2-8x+15的解集. 解:(I )3, 2,()|2||5|27,25,3, 5.x f x x x x x x -≤?? =---=-<+-=a x a x x f (1)当1=a 时,求不等式23)(+≥x x f 的解集;(2)如果不等式0)(≤x f 的解集为{} 1-≤x x ,求a 的值。

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第一课时 3.1 二维形式的柯西不等式(一) 2. 练习:已知 a 、 b 、 c 、d 为实数,求证 (a 2 b 2 )(c 2 d 2 ) ( ac bd) 2 ① 提出定理 1:若 a 、 b 、 c 、 d 为实数,则 (a 2 b 2 )( c 2 d 2 ) (ac bd )2 . 证法一:(比较法) (a 2 b 2 )(c 2 d 2 ) ( ac bd ) 2 = .= ( ad bc) 2 0 证法二:(综合法) (a 2 b 2 )( c 2 d 2 ) a 2c 2 a 2 d 2 b 2c 2 b 2d 2 ( ac bd ) 2 ( ad bc) 2 ( ac bd) 2 . (要点:展开→配方) ur (a,b) , r ur a 2 b 2 r c 2 d 2 . 证法三:(向量法)设向量 m n (c,d ) ,则 | m | , | n | ur r ur r ur r ur r ur r ur r ∴.. ∵ m ? n ac bd ,且 mgn | m |g| n |gcos m,n ,则 | mgn | | m |g| n | . 证法四:(函数法)设 f ( x) ( a 2 b 2 ) x 2 2( ac bd ) x c 2 d 2 ,则 f ( x) ( ax c)2 (bx d )2 ≥ 0 恒成立 . ∴ [ 2(ac bd)] 2 4(a 2 b 2 )( c 2 d 2 ) ≤ 0,即 .. ③二维形式的柯西不等式的一些变式: a 2 b 2 g c 2 d 2 | ac bd | 或 a 2 b 2 g c 2 d 2 | ac | | bd | 或 a 2 b 2 g c 2 d 2 ac bd . 2:设 ur ur ur ur | | ur ur ④ 提出定理 , 是两个向量,则 | g || | . 即柯西不等式的向量形式(由向量法提出 ) ur ur ur , → 讨论:上面时候等号成立?( 是零向量,或者 共线) ⑤ 练习:已知 a 、 b 、 c 、d 为实数,求证 a 2 b 2 c 2 d 2 (a c)2 (b d) 2 . 证法:(分析法)平方 → 应用柯西不等式 → 讨论:其几何意义?(构造三角形) 2. 教学三角不等式: ① 出示定理 3:设 x , y , x , y R ,则 2 2 2 2 2 2 . 1 12 2 x 1 y 1 x 2 y 2 ( x 1 x 2 ) ( y 1 y 2 ) 分析其几何意义 → 如何利用柯西不等式证明 → 变式:若 x 1 , y 1 , x 2 , y 2 , x 3 , y 3 R ,则结合以上几何意义,可得到怎样的三角不等式? 3. 小结: 二维柯西不等式的代数形式、向量形式;三角不等式的两种形式(两点、三点) 第二课时 3.1 二维形式的柯西不等式(二) 教学过程 : (a 2 b 2 )(c 2 d 2 ) ( ac bd) 2 ; x 12 y 1 2 x 2 2 y 2 2 ( x 1 x 2 ) 2 ( y 1 y 2 )2 3. 如何利用二维柯西不等式求函数 y x 1 2 x 的最大值 ? 要点:利用变式 | ac bd | a 2 b 2 g c 2 d 2 . 二、讲授新课: 1. 教学最大(小)值: ① 出示例 1:求函数 y 3 x 1 10 2x 的最大值? 分析:如何变形? → 构造柯西不等式的形式 → 板演 → 变式: y 3x 1 10 2x → 推广: y a bx c d e fx,( a,b,c,d ,e, f R ) ② 练习:已知 3x 2 y 1,求 x 2 y 2 的最小值 . 解答要点:(凑配法) x 2 y 2 1 ( x 2 y 2 )(3 2 22 ) 1 (3 x 2 y) 2 1 . 13 13 13 2. 教学不等式的证明: ① 出示例 2:若 x, y R , x y 2 ,求证: 1 1 2 . x y 分析:如何变形后利用柯西不等式? (注意对比 → 构造) 要点: 1 1 1 ( x y)( 1 1 ) 1 [( x )2 ( y )2 ][( 1 ) 2 (1)2 ] x y 2 x y 2 x y

高中数学知识点精讲精析 排序不等式

2 排序不等式 先来看一个问题: 设有10个人各拿一只水桶去接水,若水龙头注满第i 个人的水桶需要i a 分钟,且这些i a 各不相同。那么,只有一个水龙头时,应如何安排10个人接水的顺序,才能使它们等待的总时间最少?这个最少的总时间等于多少? 解决这一问题,就需要用到排序不等式的有关内容。在没有找到合理的解决办法之前,同学们可以猜测一下,怎样安排才是最优的接水顺序? 为了解决这一问题,先来了解排序不等式。 一般地,设有两组正数n a a a ,,,21 与n b b b ,,,21 ,且n a a a ≤≤≤ 21,n b b b ≤≤≤ 21. 若将两组中的数一对一相乘后再相加, 则其和同序时最大,倒序时最小.即 (倒序)(乱序)(同序)1 12121221121b a b a b a b a b a b a b a b a b a n n n i n i i n n n +++≥+++≥+++- 其中n i i i ,,,21 是n ,,2,1 的任一个排列,等号当且仅当n a a a === 21或 n b b b === 21时成立。 下面采用逐步调整法证明排序不等式。 证明:考察任意和式n i n i i b a b a b a s +++= 2121。 若1i b 是1b ,则转而考察2i b ; 若1i b 不是1b ,而某一k i b 是1b 。将1i b 与k i b 调整位置,得 n k i n i k i i b a b a b a b a s +++++=' 1221 则 0))(()()(111111≥--=-+-=-'i k i i k i i b b a a b b a b b a s s k k 这就是说,当把第一项调整为11b a 后,和不会减少。同样,可将第二项调整为22b a ,…,

高中数学《基本不等式》公开课优秀教学设计

《§3.4.1基本不等式》的教学设计 教材:人教版高中数学必修5第三章 一、教学内容解析 本节选自人教版必修五的第三章第四节的第一课时,它是在学生学习完“不等式的性质”、“一元二次不等式及其解法”及“二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题”的基础上对不等式的进一步研究。在探究基本不等式内涵和证明的过程中,能够培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生形成数形结合的思想意识;在应用的过程中,通过对条件的转换和变式,有助于培养学生形成类比归纳的思想和习惯,进而形成严谨的思维方式。 二、教学目标设置 1.通过探究“数学家大会的会标”及感受会标的变形,引导学生从几何图形中获得两个基本不等式,了解基本不等式的几何背景培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力;培养学生形成数形结合的思想意识; 2.进一步让学生探究不等式的代数证明,加深对基本不等式的理解和认识,提高学生逻辑推理的能力和严谨的思维方式。 3.通过例题让学生学会用基本不等式求最大值和最小值。 三、学生学情分析 对于高一的学生,不等式并不陌生,前面学习了不等式及不等式的性质,能够进行简单的数与式的比较,本节所学内容就用到了不等式的性质,所以学生可以在巩固不等式性质的前提下学习基本不等式,接受上是容易的,争取让学生真正意义上理解基本不等式。 四、教学策略分析 在教学过程中学生往往会直接应用不等式而忽略成立的条件,因此本节课的重点内容是对基本不等式的理解和运用。在运用过程中生成的规律,在学生做题时能灵活运用是难点,因此理解基本不等式和灵活应用基本不等式十本节课难点 五、教学过程: (一)情景引入 下图是2002年在北京召开的第24届国际数学家大会会议现场。

基本不等式柯西不等式知识点复习

基本不等式及应用 一、考纲要求: 1.了解基本不等式的证明过程. 2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题. 3.了解证明不等式的基本方法——综合法. 二、基本不等式 三、常用的几个重要不等式 (1)a 2+b 2 ≥2ab (a ,b ∈R) (2)ab ≤(a +b 2)2(a ,b ∈R) (3)a 2 +b 2 2≥(a +b 2)2(a ,b ∈R) (4)b a +a b ≥2(a ,b 同号且不为零) 上述四个不等式等号成立的条件都是a =b. 四、算术平均数与几何平均数 设a>0,b>0,则a ,b 的算术平均数为a +b 2,几何平均数为ab ,基本不等式可叙述为:两个正数的 算术平均数不小于它们的几何平均数. 四个“平均数”的大小关系; a , b ∈R+: 当且仅当a =b 时取等号. 五、利用基本不等式求最值:设x ,y 都是正数. (1)如果积xy 是定值P ,那么当x =y 时和x +y 有最小值2P. (2)如果和 x +y 是定值S ,那么当x =y 时积xy 有最大值14 S 2 . 强调:1、 “积定和最小,和定积最大”这两个结论时,应把握三点:“一正、二定、三相等、四最值”.当条件不完全具备时,应创造条件. 正:两项必须都是正数; +≤≤2 a b ≤+2ab a b

定:求两项和的最小值,它们的积应为定值;求两项积的最大值,它们的和应为定值。 等:等号成立的条件必须存在. 2、当利用基本不等式求最大(小)值等号取不到时,如何处理?(若最值取不到可考虑函数的单调性.) 想一想:错在哪里? 3、已知两正数x ,y 满足x +y =1,则z =(x +1x )(y +1 y )的最小值为________. 解一:因为对a>0,恒有a +1a ≥2,从而z =(x +1x )(y +1 y )≥4,所以z 的最小值是4. 解二:z =2+x 2y 2 -2xy xy =(2 xy +xy)-2≥2 2 xy ·xy -2=2(2-1),所以z 的最小值是2(2-1). 【错因分析】 错解一和错解二的错误原因是等号成立的条件不具备,因此使用基本不等式一定要验证等号成立的条件,只有等号成立时,所求出的最值才是正确的. 【正确解答】 z =(x +1x )(y +1y )=xy +1xy +y x +x y =xy +1xy +x +y 2 -2xy xy =2 xy +xy -2, 令t =xy ,则0-+ =x x x x f 33 ()222 23326f x x x x x x x x x =+ ≥? -->?? =?=?-? 解:当且仅当即时,函数 的最小值是23x =+大家把代入看一看,会有 什么发现?用什么方法求该函数的 最小值?

高中数学-公式-柯西不等式

第一课时 二维形式的柯西不等式(一) 2. 练习:已知a 、b 、c 、d 为实数,求证22222()()()a b c d ac bd ++≥+ ① 提出定理1:若a 、b 、c 、d 为实数,则22222()()()a b c d ac bd ++≥+. 证法一:(比较法)22222()()()a b c d ac bd ++-+=….=2()0ad bc -≥ 证法二:(综合法)222222222222()()a b c d a c a d b c b d ++=+++ 222()()()ac bd ad bc ac bd =++-≥+. (要点:展开→配方) 证法三:(向量法)设向量(,)m a b =,(,)n c d =,则2||m a b =+,2||n c d =+ ∵ m n ac bd ?=+,且||||cos ,m n m n m n =<>,则||||||m n m n ≤. ∴ ….. 证法四:(函数法)设22222()()2()f x a b x ac bd x c d =+-+++,则 22()()()f x ax c bx d =-+-≥0恒成立. } ∴ 22222[2()]4()()ac bd a b c d ?=-+-++≤0,即….. ③二维形式的柯西不等式的一些变式: 222||c d ac bd +≥+ 或 222||||c d ac bd +≥+ 222c d ac bd +≥+. ④ 提出定理2:设,αβ是两个向量,则||||||αβαβ≤. 即柯西不等式的向量形式(由向量法提出 ) → 讨论:上面时候等号成立(β是零向量,或者,αβ共线) ⑤ 练习:已知a 、b 、c 、d 证法:(分析法)平方 → 应用柯西不等式 → 讨论:其几何意义(构造三角形) 2. 教学三角不等式: ① 出示定理3:设1122,,,x y x y R ∈ ? 分析其几何意义 → 如何利用柯西不等式证明 → 变式:若112233,,,,,x y x y x y R ∈,则结合以上几何意义,可得到怎样的三角不等式 3. 小结:二维柯西不等式的代数形式、向量形式;三角不等式的两种形式(两点、三点) 第二课时 二维形式的柯西不等式(二) 教学过程: 22222()()()a b c d ac bd ++≥+ 3. 如何利用二维柯西不等式求函数y = 要点:利用变式222||ac bd c d ++. 二、讲授新课: % 1. 教学最大(小)值: ① 出示例1:求函数y = 分析:如何变形 → 构造柯西不等式的形式 → 板演 → 变式:y = → 推广:,,,,,)y a b c d e f R +=∈ ② 练习:已知321x y +=,求22x y +的最小值. 解答要点:(凑配法)2222222111()(32)(32)131313 x y x y x y += ++≥+=. 2. 教学不等式的证明: ① 出示例2:若,x y R +∈,2x y +=,求证: 112x y +≥. 分析:如何变形后利用柯西不等式 (注意对比 → 构造)

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