一、3、三个正数的算术-几何平均不等式

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新人教A版高二数学选修4-5第一章不等式 1.1.3 三个正数的算术-几何平均不等式_1

新人教A版高二数学选修4-5第一章不等式 1.1.3 三个正数的算术-几何平均不等式_1

∴3x+4y+5z=2×6=12. ∴3 3 3x·4y·5z≤3x+4y+5z=12.
∴(xyz)max=1165. 答案:1165
当且仅当 x=43,y=1,z=45时等号成立.
课时作业
人教A版数学·选修4-5
复习成功的关键在于
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01 抓思维训练
02 勤于方法总结
03 善于提炼观点
2.已知 x,y∈R+且 x2y=4,试求 x+y 的最小值及达到最小值时 x、y 的值.
解析:∵x,y∈R+且 x2y=4,∴x+y=12x+12x+y≥3 3 14x2y=3 3 14×4=3, 当且仅当x2=x2=y 时等号成立. 又∵x2y=4. ∴当 x=2,y=1 时,x+y 取最小值 3.
1.已知 a,b,c∈R+,证明:a12+b12+c12(a+b+c)2≥27.
证明:因为 a,b,c∈R+,所以 a+b+c≥33 abc>0.
所以(a+b+c)2≥93 a2b2c2. 又a12+b12+c12≥3 3 a2b12c2>0,
所以a12+b12+c12(a+b+c)2≥3 3
13 a2b2c2·9
探究三 平均不等式的实际应用 [例 3] 如图所示,在一张半径是 2 米的圆桌的正中央上空挂一盏 电灯.大家知道,灯挂得太高了,桌子边缘处的亮度就小;挂得 太低,桌子的边缘处仍然是不亮的.由物理学可知,桌子边缘一 点处的亮度 E 和电灯射到桌子边缘的光线与桌子的夹角 θ 的正弦 成正比,而和这一点到光源的距离 r 的平方成反比,即 E=ksirn2 θ, 这里 k 是一个和灯光强度有关的常数.那么究竟应该怎样选择灯的高度 h,才能 使桌子边缘处最亮?
因构造定值时拆分不合理致误

三个正数的算术-几何平均不等式

三个正数的算术-几何平均不等式
即 x=
3
3时,y 取最小值 2 ×
2
33
3
= 2 9.
错解 2:∵x>0,
3
1 2
∴y=x2 + + ≥3·
1 2

3
3
2 · · = 3 2,y 的最小值为 3 2.
题型一
题型二
题型三
题型四
3

错因分析:错解 1 中不能保证两正数 x2与 的积为定值,此
3
时 2 3为变量,不能说当 x=
2
题型一
题型二
题型三
题型四
解:∵y=x(1-x2),
1
2
2
2
2
2
2
2
∴y =x (1-x ) =2x (1-x )(1-x )·.
2
∵2x2+(1-x2)+(1-x2)=2,
1 22 +1-2 +1-2
2
∴y ≤2
3
3
=
4
.
27
3
当且仅当 2x2=1-x2,即 x= 3 时,等号成立.
2 3
3.三个正数的算术-几何平均不等式
学习目标:
1.了解三个正数的算术-几何平均不等式.
2.会应用三个正数的算术-几何平均不等式解决简单问题.
1.三个正数或三个以上正数的算术-几何平均不等式的应用条件
剖析:“一正”:不论是三个数或者 n 个数的算术-几何平均不等式,
3
都要求是正数,否则不等式是不成立的.如 a+b+c≥3 abc, 取a=b=3
≤32 ·
3
3
=
2

,

高中数学人教A版选修4-5同步辅导与检测1.1.3三个正数的算术—几何平均不等式

高中数学人教A版选修4-5同步辅导与检测1.1.3三个正数的算术—几何平均不等式

设 a1,a2,a3,a4 为正数, a1+a2+a3+a4 4 求证: ≥ a1a2a3a4, 4 当且仅当 a1=a2=a3=a4 时,等号成立.
证明:若 a1=a2=a3=a4,则上式左=a1,右=a1. 故所需证不等式中等号成立. 若 a1,a2,a3,a4 不全相等,则不妨设 a1≠a2,于是 a1+a2>2 a1a2>0, a3+a4≥2 a3a4>0, 故 a1+a2+a3+a4>2( a1a2+ a3a4) ≥2· 2· 4 a1a2· a3a4
13 , a1a2a3=________ 9 ________ ,
3
3
a1+a2+a3 3 ≥ 则有: ________ a1a2a3. 3
2.n 个正数的算术—几何平均不等式 + (1)如果 a1,a2,…,an∈R ,n>1 且 n∈N+则: a1+a2+…+an 叫做这 n 个正数的算术平均数, n n a1a2…an叫做这 n 个正数的________;
不等式和绝对值不等式
1.1 1.1.3
不等式
三个正数的算术—几何平均不等式
1.会用三项的平均值不等式证明一些简单问 题. 2.能够利用三项的平均值不等式求一些特定 函数的极值,从而学会解决简单的应用问题.
1.三个正数的算术—几何平均不等式 a1+a2+a3 + (1)如果 a1,a2,a3∈R ,则: 叫做这 3 个 3 正数的算术平均数, a1a2a3叫做这三个正数的几何平均数 ________; a1+a2+a3 3 (2)三个正数基本不等式: ≥ a1a2a3. 3 算术 平均数不小于它们的 语言表述:三个正数的________ ________ 几何 平均数. a1+a2+a3 练习 1:若已知 a1=3,a2=9,a3=27 则 = 3

3.三个正数的算术-几何平均不等式

3.三个正数的算术-几何平均不等式

语言表述:n个正数的算术平均不
小于它们的几何平均.
例1、 已 知x, y, z R , 求 证 : (x y z)3 27xyz.
证明:因为 x y z 3 xyz,所以 3
(x y z)3 xyz, 27
即(x+y+z)3 27xyz
例2: 当0 x 1时,求函数y x2 (1 x)的最大值.
解:
x
y 2x2 3 2x2 1 2 33 2x2 1 2 33 4
x
xx
xx
ymin 33 4 (错解:原因是取不到等号)
正解:
y 2x 2 3 2x 2 3 3 33 2x 2 3 3 33 9 3 3 36
x
2x 2x
2x 2x 2 2
当且仅当2x 2 3 ,即x 2x
3 2
时,
y m in

3 2
3
36 .
练习2:
1.若正数x, y满足xy 2 4,求x 2 y的最小值.
33 4
x y3 4
2.若 a>b>0,则 a+ 1 的最小值是
.
b(a b)
3
a 2b
3.求函数y x4 (2 x 2 )(0 x 2)的最大值.
解: 0 x 1, 1 x 0,
y x2 (1 x) 4 x x (1 x) 22
x x 1 x
4( 2 2
)3
4
3
27
构造三 个数相
加等于 定值.
当 x 2
1
x,即x

2 时, 3

高中数学 1.1.3三个正数的算术—几何平均不等式课件 新人教A版选修45

高中数学 1.1.3三个正数的算术—几何平均不等式课件 新人教A版选修45
第一讲 不等式和绝对值不等式 1.1 不 等 式
1.1.3 三个正数的算术—几何平均不等式
栏 目 链 接
1.会用三项的平均值不等式证明一些简单问题.
2.能够利用三项的平均值不等式求一些特定函数的 最值,从而学会解决简单的应用问题.
栏 目 链 接
1.三个正数的算术—几何平均不等式.
(1)如果 a1,a2,a3∈R+,则a1+a32+a3叫做这 3 个正数的算
___几__何___平均数.
思考 2 若 x>0,则x3+x3+x3+2x73 ___≥___4.
栏 目 链 接
题型一 利用定理3证明不等式
例 1 设 a,b,c∈R+,求证:(a+b+c)(1a+1b+1c)≥9.
分析:观察式子的结构,通过变形转化来证明.
证明::∵a,b,c∈R+,
∴a+b+c≥33 abc,1a+1b+1c≥33 abc -1,两不等式相乘,
有:(a+b+c)(1a+1b+1c)≥33 abc×33 abc -1=9. ∴(a+b+c)(1a+1b+1c)≥9. 当且仅当 a=b=c=0 时,等号成立.
点评:不等式的证明方法比较多.关键是从式子的 结构入手进行分析.多联想定理3的形式以便用好它.
变式 训练
1.已知 a,b,c∈R+,a+b+c=1,求证:1a+1b+1c≥9. 证明:∵a,b,c∈R+,a+b+c≥33 abc.又 a+b+c=1,∴3 abc
解析:y2=14sin4θcos2θ=18×2sin2θ sin2θ cos2θ
≤81sin2θ+sin32θ+2 cos2θ3=217. 当且仅当 sin2 θ=2cos2θ=2-2sin2θ.

sin
Hale Waihona Puke θ=36时取等号,此时

113三个正数的算术几何平均不等式课件人教A版选修45

113三个正数的算术几何平均不等式课件人教A版选修45
1.三个正数的算术-几何平均不等式 (1)如果a,b,c∈R+,那么a3+b3+c3 ≥ 3abc,当且仅 当a=b=c时,等号成立.
(2)定理3:如果a,b,c∈R+,那么a+3b+c ≥ 3 abc, 当且仅当 a=b=c 时,等号成立.
即:三个正数的算术平均 不小于 它们的几何平均.
2.基本不等式的推广 对于n个正数a1,a2,…,an,它们的算术平均不小于 它 们的几何平均,即a1+a2+n …+an ≥ n a1a2…an,当且仅当a1 =a2=…=an时,等号成立. 3.利用基本不等式求最值 若a,b,c均为正数,①如果a+b+c是定值S,那么 a=b=c 时,积abc有 最大 值;②如果积abc是定值P,那么 当a=b=c时,和 a+b+c 有最小值.
【解析】 ∵f(x)=5x+2x02 =52x+52x+2x02 ≥33 53=15. 当52x=2x02 ,即x=2时取等号.
【答案】 15
且仅当x44=x22,即x=± 2时,等号成立, ∴ymin=3.
利用平均不等式求最值
已知x∈R+,求函数y=x(1-x2)的最大值. 【思路探究】 为使数的“和”为定值,可以先平方,
即y2=x2(1-x2)2=x2(1-x2)(1-x2)=2x2(1-x2)(1-x2)×12,求 出最值后再开方.
2.若a>b>0,则a+ba1-b的最小值为(
)
A.0
B.1
C.2
D.3
【解析】 ∵a+ba1-b=(a-b)+b+ba1-b
3 ≥3
a-b·b·ba1-b=3,当且仅当a=2,b=1时取等
号,
∴a+ba1-b的最小值为3.故选D. 【答案】 D
3.函数 f(x)=5x+2x02 (x>0)的最小值为________.

人教版高中数学选修4-51.1.3《三个正数的算术-几何平均不等式》练习及答案

人教版高中数学选修4-51.1.3《三个正数的算术-几何平均不等式》练习及答案

1.1.3 三个正数的算术 —几何均匀不等式1.会用三 的均匀 不等式 明一些 . 2.能 利用三 的均匀 不等式求一些特定函数的最 ,进而学会解决 的 用.1.三个正数的算 — 几何均匀 不等式.+a 1+a 2+a 33(1)假如 a 1,a 2,a 3∈ R ,叫做 3 个正数的算 均匀数,a 1a 2a 3叫做 三个正数的 ________.答案 : 几何均匀数(2)三个正数基本不等式:a 1+ a 2+ a 3≥ 3= a = a ,等号建立. 3 a 1a 2a 3.当且 当 a 1 23言表述:三个正数的________均匀数不小于它 的 ________均匀数.答案: 算 几何思虑 1若已知 a 1 =3,a 2= 9,a 3=27,a 1+a 2+ a 3= ________, 3a 1a 2a 3= ________.3a 1+a 2+ a 33a 1 a 2 a 3.有:3________答案:13 9 >2. n 个正数的算 — 几何均匀不等式.(1)假如 a 1, a 2 ,⋯, a n ∈ R +, n > 1 且 n ∈ N *,a 1+a 2+⋯ +a n叫做 n 个正数的算 n均匀数,na 1a 2⋯ a n 叫做 n 个正数的 ________.答案 : 几何均匀数a 1+ a 2+ ⋯ +a n n*+,1≤ i ≤ n).当且 当 a 1=(2)基本不等式:n ≥a 1a 2⋯ a n (n ∈ N ,a i ∈ Ra 2= ⋯ = a n 等号建立.言表述: n 个正数的 ________均匀数不小于它 的________均匀数.答案 : 算 几何思虑 2若 x > 0,x x x + 27++ x 3 ______4.3 3 3答案:≥一 层 练 习1.函数 y = x 2(1- 5x) 0≤ x ≤1的最大值是 ()5 2 4 5 A . 4 B.15C.675 D.2答案:C9 )2.若 x>0,则 4x +2的最小值是 (xA .9B .3 3 36C . 13D .不存在答案:B3.已知∈R+,则 a + b + cb +c + a≥ ________.b c aa b c答案:9+,且 a + b = 3,则 ab 2的最大值是 ________.4.设 a , b ∈ R 答案:4二 层 练 习225.若实数 x , y 知足 xy > 0,且 x y = 2 ,则 xy + x 的最小值是 ( )C .3D . 4答案:C6.设 a > b > 0,则 a 2+ 1+1的最小值是 ( )ab a ( a - b )A .1B .2C .3D . 4分析:把 a 2+ 1+1 变形为 ab + 1+ a(a -b)+ 1,即可利用三个正数ab a ( a -b ) aba ( a -b ) 的算术 — 几何均匀不等式求其最小值.∵a >b > 0,∴ a 2+ 1+1= a 2- ab + ab + 1aba ( a -b ) ab+ 1 = ab + 1+ a(a + b)+ 1≥2+ 2= 4,当且仅当 a ( a - b ) ab a (a + b )ab =1,2, b -2时,取 “=”号.应选D.即 a = a (a - b )= 1,27.若数列 { a n } 的通项公式是 a n = 3 n ,则该数列中的最大项是()n +128A .第 4项B .第 6项C .第 7项D .第 8项分析: a n =n=1= 13128 64 64n + 1282 +2n n n ++nn3n 2×64×64= 48,当且仅当n 2=64,即 n = 4 时,等号建立,∴ a n∵ n 2+ 64+64≥ 3n nnnn≤ 1,该数列的最大项是第4 项.应选 A.48答案: A48.求函数 y = 3x +x 2(x>0)的最值是 ________. 分析:∵ x>0 ,43x3x4 3 3x 3x43x3x43932∴ y = 3x + x 2= 2 + 2 + x 2≥ 3 2 × 2 × x 2= 3 9. 当且仅当 2= 2 = x 2,即 x = 3 时取 符号.39时,函数 y 的最小值为 33∴当 x =29.39.已知正数 a , b 知足 ab 2 =1,则 a +b 的最小值是 ________. 分析:由于 a ,b 是正数, ab 2= 1,b b 3 ab 2 3 3 因此 a + b = a + 2+ 2≥ 34 =2 2.故 a +b 的最小值是3 32,2ab 2= 1,a = 1 3当且仅当b2 2,即时取到最小值.a = 2,b =3210.已知 a , b , c 为正数,求证:222(a + b + c)(a + b + c ) ≥9abc.证明:∵ a , b ,c 为正数,3 222≥ 3 3 2 2 2∴ a + b + c ≥3 abc , a +b+c a b c2223 3 2 2 2 = 9 3 2 2 2∴ (a + b + c)( a+ b + c ) ≥3abc ×3 a b c abc × a b c .222∴ (a + b + c)( a + b + c ) ≥9abc ,三211 . θ 角 , y = sin θ · cos θ 的 最 大是________________________________________________________________________ .剖析:本 的目 函数 构,故 各因子和 定 ,要特 注意sin 2θ + cos 2θ= 1 的 用.分析:∵ y 2= sin 2θ cos 2θ cos 2θ= 1× 2sin 2θ (1- sin 2θ) ·(1- sin 2θ ) 21 2 3 = 4≤ ( ) .2 3 27当且 当 2sin223取等号.θ = 1- sin θ ,即 sin θ = 32 3 ∴ymax= 9.12.已知+,有不等式 x +1≥ 2, x +42x + x +42x ∈Rxx=2 2 x ≥ 3,⋯,受此启 ,能够推行ax + n ≥ n + 1, a = ________.xa x xx an + 1 x nan分析:∵ x + x n = n + n ⋯+ n , s do4(n 个 ))+ x n ≥ (n + 1) × nn× x n = n + 1,∴ a = n .答案: n n13.已知 a , b , c均 正数, 明: a 2+ b 2+ c 2+ 1 + 1 + 1 2a ,b ,c a b c≥ 6 3,并确立何 ,等号建立.明:因 a ,b , c 均 正数,由均 不等式得2+ b 2+ c 2≥ 3(abc) 23a,①1+ 1+1≥ 3(abc)- 1,a b c3因此 1 1 +1 22+ b c ≥ 9(abc)- .②a32 2 211 1222故 a + b + c + a + b + c ≥ 3(abc)3 + 9(abc)- 3.22又 3(abc)3+ 9(abc)-3≥ 2 27= 6 3,③ 因此原不等式建立.当且仅当 a = b = c 时,①式和②式等号建立.2当且仅当 3(abc)3= 9(abc)-23时,③式等号建立.1故当且仅当 a =b = c = 34时,原不等式等号建立.3 m 14.请你设计一个帐篷,的正六棱锥 (以下列图所示它下部的形状是高为).试问当帐篷的极点1 m 的正六棱柱, 上部的形状是侧棱长为 O 究竟面中心 O 1 的距离为多少时,帐篷的体积最大为多少?剖析:利用正六棱锥的体积公式列关系式, 而后利用算术-几何均匀不等式求最值,也可求导求最值.分析:设 OO 1为 x m ,则 1< x < 4.由题设可得正六棱锥底面边长为32-( x - 1) 2=26× 32 2= 3 328+ 2x -x ,于是底面正六边形的面积为× (8+2x - x )2(8+ 2x - x ),帐篷的4体 积为3 3 21=3 (4- x)( x + 2)(x + 2) = 3(8- 2x)( x + 2)(x + V(x)= 2(8+ 2x - x ) ·( x -1)+ 1 2 4 33 (8- 2x )+( x + 2)+( x + 2) 3= 3 ×64 =16 3.2) ≤ 3 44 当且仅当 8- 2x =x + 2,即 x = 2 时取等号.故当帐篷的极点O 究竟面中心 O 1 的距离为2 m 时帐篷的体积最大,其值为163 m 2 .1.三个正数或三个以上正数的不等式的用条件.(1)一“正”:不是三个数的或许n 个数的算—几何均匀不等式,都要求是正数,否不等式是不建立的,如 a+b+ c≥ 3 3abc,取 a= b=- 2,c= 2 a+ b+ c=- 2,而 33abc =6,然- 2≥6不建立.(2)二“定”:包括两求最:一是已知n个正数的和定 (即 a1+ a2+⋯+ a n 定 ),求其 a1· a2·⋯· a n的最大;二是已知a1· a2·⋯· a n定,求其和 a1+a2+⋯+ a n的最小.(3)三“相等”:取“=”的条件是 a1= a2=⋯= a n,不可以不过一部分相等.2.重要不等式 a2+ b2≥2ab 与 a3+ b3+ c3≥ 3ab c 的运用条件不一,前者a, b∈R,后者 a, b, c∈ R+,要注意区.3.注意算—几何均匀不等式中的形与拼集方法.。

三个正数的算术几何平均不等式

三个正数的算术几何平均不等式

当且仅当a=b=c时,等号成立.
所以 (
1 1 1 2 )(a b c) 27. 2 2 2 a b c
用平均不等式解应用题
【典型例题】
1.设三角形三边长为3,4,5,P是三角形内的一点,则P到这个
三角形三边距离乘积的最大值是_______. 2.制造容积为 立方米的无盖圆柱形桶,用来做底面的金属板
【拓展提升】
1.用不等式解决实际问题的方法与技巧 应用不等式解决实际问题时,关键是如何把等量关系、不等 量关系转化为不等式的问题来解决,也就是建立数学模型是 解应用题的关键,最后利用不等式的知识来解.
2.利用平均不等式解决应用题的一般步骤 (1)理解题意,设变量,设变量时一般要把所求最大值或最小 值的变量定为函数. (2)建立相应的函数关系式,把实际问题抽象为求函数的最大 值或最小值问题. (3)在定义域内,求出函数的最值. (4)验证相等条件,得出结论.
【证明】1.因为a,b,c∈R+,
所以(a+b)+(b+c)+(a+c)
3 3 (a b)(b c)(a c),
所以 a b c 3 3 (a b)(b c)(a c).
又 1 1 1 33 1 1 1 ,
ac ab bc ac 1 1 1 9 所以 (a b c)( ) . ab bc ac 2 ab bc
2.由y=sin θcos2θ得,y2=sin2θcos4θ
1 2sin 2 cos 2 cos 2 2 1 2sin 2 cos 2 cos 2 3 4 ( ) , 2 3 27
2 3 . 9
当且仅当2sin2θ=cos2θ,即 sin 3 时取等号,此时

高中数学《三个正数的算术—几何平均不等式 》导学案

高中数学《三个正数的算术—几何平均不等式 》导学案

1.1.3三个正数的算术—几何平均不等式一、学习目标1.了解三个正数的算术—几何平均不等式;2.会应用三个正数的算术—几何平均不等式解决简单问题.【重点、难点】教学重点:三个正数的算术-几何平均不等式教学难点:利用三个正数的算术-几何平均不等式证明一些简单的不等式,解决最值问题二、学习过程【情景创设】1.基本不等式给出了两个正数的算术平均与几何平均的关系,这个不等式能否推广呢?例如,对于3个正数,会有怎样的不等式成立?2.证明:已知+∈R c b a ,,,那么abc c b a 3333≥++,当且仅当c b a ==时,等号成立.【导入新课】(阅读课本第8-9页,完成下面知识点的梳理)1.定理3.如果+∈R c b a ,,,那么3c b a ++ ,当且仅当 时,等号成立. 即:三个正数的 不小于它们的 .2推广:对于n 个正数n a a a ,,,21 ,它们的算术平均它们的几何平均.,即 ,当且仅当 时,等号成立.思考探究:利用不等式a +b +c 3≥3abc 求最值的条件是什么? “一正、二定、三相等”,即(1)各项或各因式为 ;(2)和或积为 ;(3)各项或各因式能 相等的值.三 、典例分析例1. 求函数)0(,322>+=x x x y 的最大值,下列解法是否正确?为什么? 解一: 3322243212311232=⋅⋅≥++=+=xx x x x x x x y ∴3min 43=y 解二:x x x x x y 623223222=⋅≥+=当x x 322=即2123=x 时 633min 3242123221262==⋅=y例2.已知a ,b ,c 为正数,求证: (a +b +c )(a 2+b 2+c 2)≥9abc .【变式拓展】1.如果x >0,如何求2x +1x2的最小值? 2.当x ∈(0,1)时,函数y=x 2(1-x)的最大值是_______.四、总结反思1.(1)在应用平均不等式时,一定要注意是否满足条件,即a >0,b >0.(2)若问题中一端出现“和式”而另一端出现“积式”,这便是应用基本不等式的“题眼”,不妨运用平均不等式试试看.2.连续多次运用平均不等式定理时,要特别注意前后等号成立的条件是否一致.五、随堂检测1.函数y =x 2(1-5x )(0≤x ≤15)的最大值是( ) A .4 B.215 C.4675 D.522.若x >0,则4x +9x2的最小值是( ) A .9 B .3336 C .13 D .不存在3.已知a.b.c ∈R +则(a b +b c +c a )(b a +c b +a c)≥________. 4.设a ,b ∈R +,且a +b =3,则ab 2的最大值是________.5.若正数y x ,.满足42=xy ,则y x 2+的最小值为 .。

三个正数的算数-几何平均不等式

三个正数的算数-几何平均不等式

三个正数的算术-几何平均不等式求证:如果),0(,,+∞∈c b a ,那么abc c b a 3333≥++,当且仅当c b a ==时,等号成立。

证明:因为abc c ab b a b a abc c b a 333)(33223333-+--+=-++ ①abc ab b a c b a 333)(2233---++= ②)(3])())[((22c b a ab c c b a b a c b a ++-++-+++= )32)((222ab c bc ac b ab a c b a -+--++++=))((222ac bc ab c b a c b a ---++++= ])()())[((21222c a c b b a c b a +++++++=0≥ 所以abc c b a 3333≥++,当且仅当c b a ==时,等号成立。

注意:(1)三个整数的积为定值,则和有最小值;三个正数的和为定值,则积有最大值。

与常用的基本不等式类似,求解过程中要注意“一正、二定、三相等”。

(2)几个简单的变形:33abc c b a ⋅≥++;27)(3c b a abc ++≤;3311133333c b a c b a abc cb a ++≤++≤≤++。

以上三个式子都是当且仅当c b a ==时,等号成立。

(3)公式的证明过程中,①式应用了公式3223333)(y xy y x x y x +++=+。

②式应用了公式))((2233y xy x y x y x +-+=+。

对上述结果做简单的恒等变形,就可以得到定理:如果),0(,,+∞∈c b a ,那么33abc c b a ≥++,当且仅当c b a ==时,等号成立。

这个不等式可以表述为:三个正数的算术平均不小于它们的几何平均。

1,已知),0(,,+∞∈z y x ,求证xyz z y x 27)(3≥++。

证明:因为033>≥++xyz z y x ,所以xyz z y x ≥++27)(3,即xyz z y x 27)(3≥++。

三个正数的算术-几何平均不等式概论

三个正数的算术-几何平均不等式概论

(x
0)的最小值是(
C)
A、6 B、6 6 C、9
D、12
解析:y
3x
12 x2
3x 2
3x 2
12 x2
3x 3x 12 33 2 2 x2 9
当且仅当3x 2
12 x2
即x 3时上式取等号 ymin 9
构造三个数之积为定值.
变式训练:
2、函数y
4x2
16 (x2 1)2
的最小值是
x
a
解:设切去的正方形边长为x,无盖方底
盒子的容积为V,则
V (a 2 x)2 x 1 (a 2x)(a 2x) 4x
4
1 4
(a
2x)
(a 3
当且仅当a 2x a
2x)
4x
3
2a 3 27
2x 4x即当
x
a
6
时,不等式取等号,此时V取最大值 2a3 .
27
即当切去的小正方形边长是原来正方形边
当且仅当a b c时,等号成立.
(2)a b c为定值时 abc ( a b c )3 3
当且仅当a b c时,等号成立.
推广:n个正数的算术-几何平均不等式
如果 a1, a2 , , an R , n 1且n N* 则:
a1 a2
a3 n
an
n
a1a2a3 an ,
长的 1 时,盒子的容积最大.
6
变式训练:
1、函数y x4(2 x2 )(0 x 2)的最大值是
( D) A、0 B、1
C、1267
32
D、27
构造三个数之和为定值.
2、若a, b R且a b,则a 1 _3_ (a b)b

1.1.3-三个正数的算术-几何平均不等式-教案(优秀经典公开课比赛教案)

1.1.3-三个正数的算术-几何平均不等式-教案(优秀经典公开课比赛教案)

课题:1.1.3三个正数的算术-几何平均不等式一、教材分析:基本不等式在证明不等式的过程中是一个很重要的桥梁,也是求最值的的一种常见方法,经常运用于实际问题,是高考高频考点。

三个正数的算术—几何平均不等式是基本不等式的进一步推广,通过三个正数的算术—几何平均不等式,常常可以将一些较为复杂的求最值的问题化为简单问题,在化归方法中起着重要的承接作用。

因此,本节课注重在例题中呈现类比及转化等数学思想,引导学生进行数学思想方法的探究,培养用数学思想方法解决问题的意识.二、教学目标:1、知识与技能:掌握三个正数的算术-几何平均不等式;2能够证明三个正数的算术-几何平均不等式3.会应用此定理求某些函数的最值;2、过程与方法:通过类比学习让学生进一步掌握均值不等式定理,并推广到三个,n 个正数,并会用这些定理求某些函数的最值。

3、情感、态度与价值观: 通过学习让学生体会类比学习,培养学生的知识迁移能力;三、教学重点:三个正数均值不等式定理的应用;四、教学难点:解题中的转化技巧。

五、教学准备1、课时安排:1课时2、学情分析:学生已经学习不等式的基本性质和基本不等式等相关知识,初步掌握运用所学知识解决简单的数学问题,但不等式作为高中数学的重点和难点,是学生的相对“头疼”的知识内容,尤其是基本不等式成立的前提条件“一正,二定,三相等”,学生解题时常常会顾此失彼,出现基本不等式运用的一些常见错误。

拓展到三个正数或者更多正数时,务必要结合基本不等式,注重类比,对不等式成立的前提条件加以强调。

3、教具选择: 多媒体六、教学方法:启发引导、合作探究七、教学过程1、自主导学:温故知新:两个正数的均值不等式引入新课:猜想对于3个正数如果+∈R c b a ,,,那么33abc c b a ≥++ (当且仅当c b a ==时取“=”)是否成立? 2、合作探究(1)分组探究: 探究1a 、b 、c ∈R +, 那么a 3+b 3+c 3≥3abc , 当且仅当a =b =c 时, 等号成立即可(参考公式: (a +b )3=a 3+3a 2b +3ab 2+b 3; a 3+b 3=(a +b )(a 2-ab +b 2)) 证明:33333233332222222222223()333()333()()()3()()23()()1()()()()0,2a b c abc a b a b ab c abc a b c a b ab abc a b c a b a b c c ab a b c a b c a ab b ac bc c ab a b c a b c ab bc ca a b c a b b c c a ++-=+--+-=++---⎡⎤=+++-++-++⎣⎦⎡⎤=++++--+-⎣⎦=++++---⎡⎤=++-+-+-≥⎣⎦对上述结果作简单的恒等变形,就可以的到定理3 如果+∈R c b a ,,,那么33abc c b a ≥++ ,当且仅当c b a ==时取“=” 语言表述: 三个正数的算术平均不小于它们的几何平均. (2)定理3可变形为:①abc ≤(a +b +c 3)3;②a 3+b 3+c 3≥3abc推广: na a a n +++ 21≥ n i R a N n i ≤≤∈∈+1,,* 语言表述:(2)教师点拨:上述重要不等式有着广泛的应用,例如:证明不等式,求函数最值,判断变量或数学式子的取值范围等等它们涉及到的题目活,变形多,必须把握好凑形技巧今天,我们就来进一步学习均值不等式的应用.3、巩固训练: 例1:已知x 、y 、z ∈R +, 求(x +y +z )3≥27xyz例2 将一块边长为a 的正方形铁皮,剪去四个角(四个全等的正方形),作成一个无盖的铁盒,要使其容积最大,剪去的小正方形的边长为多少?最大容积是多少?解:设切去窃取的正方形边长为x,无盖方盒子的容积为V,则(师生共同总结此题规律。

1.1.3.三个正数的算术__几何平均不等式 课件(人教A选修4-5)

1.1.3.三个正数的算术__几何平均不等式 课件(人教A选修4-5)

设圆柱体的底面半径为 r,如图,由相似 H-h r R 三角形的性质可得 H =R,∴r=H(H-h). πR2 ∴V 圆柱=πr2h= 2 (H-h)2h(0<h<H). H 根据平均不等式可得 4πR2 H-h H-h 4πR2 H 3 V 圆柱= 2 · · · h≤ 2 ( ) H 2 2 H 3 4 2 = πR H. 27 H-h 1 4 2 当且仅当 =h,即 h= H 时,V 圆柱最大= πR H. 2 3 27
2 - 3
时,③式等号成立.
1 4
即当且仅当 a=b=c=3 时,原不等式等号成立. 法二:因为 a,b,c 均为正数,由基本不等式得 a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,c2+a2≥2 1 1 1 1 同理 2+ 2+ 2≥ab+bc+ac, a b c ① ②
1 1 1 (1)( 2+ 2+ 2)(a+b+c)2≥27; a b c 1 1 1 9 (2)(a+b+c)( + + )≥ . a+b b+c a+c 2
[精讲详析]
本题考查平均不等式的应用,解答本题
需要先观察求证式子的结构,然后通过变形转化为用平均 不等式证明的问题.
(1)∵a,b,c∈R+,∴a+b+c≥3 abc>0, 从而(a+b+c) ≥9 a2b2c2>0, 3 1 1 1 1 又 2+ 2+ 2≥3 >0, a b c a2b2c2 1 1 1 ∴( 2+ 2+ 2)(a+b+c)2 a b c ≥3 3 1 3 2 2 2 · a b c =27. 9 a2b2c2
[研一题] [例3] 已知圆锥的底面半径为R,高为H,求圆锥的内 接圆柱体的高h为何值时,圆柱的体积最大?并求出这个最
大的体积.
[精讲详析] 本题考查算术—几何平均不等式在实际问

选修4-5_一3._三个正数的算术--几何平均不等式_课件(14张)

选修4-5_一3._三个正数的算术--几何平均不等式_课件(14张)
1. 求函数y 2x2 3 , (x 0)的最小值. x
2. 当0 x 1时,求函数y x(1 x2 )的最大值.
3.设θ为锐角,求y=sin2θcosθ的最大值.
4.
已知
0<a<1,求证:
1 ������
+
14-������≥9.
小结
1.三个正数的算术-几何平均不等式
若a, bc
仍然类比基本不等式的推出过程,我们先证明:
如果a,b, c R+,那么a3 b3 c3 3abc,
当且仅当a=b=c时,等号成立.
证明 ∵ a3 b3 c3 3abc (a b)3 c3 3a3b 3ab2 3abc
(a b c) (a b)2 (a b)c c2 3ab(a b c) (a b c)(a2 b2 c2 ab bc ca)

1 2
(a

b

c)
(a

b)2

(b

c)2
(c

a)2

0,
∴ a3 b3 c3 3abc
当且仅当a=b=c时,等号成立.
对上述结果作简单的恒等变形,就可以得到
定理3 (三个正数的算术-几何平均不等式)
若a,b,c R+ , 那么 a b c 3 abc , 3
当且仅当a b c时,等号成立。
语言表述:三个正数的算术平均不小于它们的几何平均.
变形: a b c 33 abc
abc ( a b c )3 3
推广 (n个正数的算术-几何平均不等式)

高中数学 1.1.3三个正数的算术-几何平均不等式练习 新人教A版选修4-5-新人教A版高二选修4-

高中数学 1.1.3三个正数的算术-几何平均不等式练习 新人教A版选修4-5-新人教A版高二选修4-

1.1.3 三个正数的算术—几何平均不等式1.会用三项的平均值不等式证明一些简单问题.2.能够利用三项的平均值不等式求一些特定函数的最值,从而学会解决简单的应用问题.1.三个正数的算术—几何平均不等式. (1)如果a 1,a 2,a 3∈R +,则a 1+a 2+a 33叫做这3个正数的算术平均数,3a 1a 2a 3叫做这三个正数的________.答案: 几何平均数(2)三个正数基本不等式:a 1+a 2+a 33≥3a 1a 2a 3.当且仅当a 1=a 2=a 3时,等号成立.语言表述:三个正数的________平均数不小于它们的________平均数. 答案: 算术 几何思考1 若已知a 1=3,a 2=9,a 3=27,则a 1+a 2+a 33=________,3a 1a 2a 3=________.则有:a 1+a 2+a 33________3a 1a 2a 3.答案: 13 9 >2.n 个正数的算术—几何平均不等式. (1)如果a 1,a 2,…,a n ∈R +,n >1且n ∈N *,则a 1+a 2+…+a nn叫做这n 个正数的算术平均数,na 1a 2…a n 叫做这n 个正数的________.答案: 几何平均数 (2)基本不等式:a 1+a 2+…+a n n≥n a 1a 2…a n (n ∈N *,a i ∈R +,1≤i ≤n ).当且仅当a 1=a 2=…=a n 时等号成立.语言表述:n 个正数的________平均数不小于它们的________平均数.答案: 算术 几何思考2 若x >0,则x 3+x 3+x 3+27x3______4.答案: ≥一层练习1.函数y =x 2(1-5x )⎝ ⎛⎭⎪⎫0≤x ≤15的最大值是( )A .4 B.215 C.4675 D.52答案: C2.若x >0,则4x +9x2的最小值是( )A .9B .3336 C .13 D .不存在 答案: B3.已知a .b .c ∈R +,则⎝ ⎛⎭⎪⎫a b +b c +c a ⎝ ⎛⎭⎪⎫b a +c b +a c ≥________.答案: 94.设a ,b ∈R +,且a +b =3,则ab 2的最大值是________. 答案: 4二层练习5.若实数x ,y 满足xy >0,且x 2y =2,则xy +x 2的最小值是( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案: C6.设a >b >0,则a 2+1ab +1a (a -b )的最小值是( )A .1B .2C .3D .4 解析:把a 2+1ab +1a (a -b )变形为ab +1ab +a (a -b )+1a (a -b ),即可利用三个正数的算术—几何平均不等式求其最小值.∵a >b >0,∴a 2+1ab+1a (a -b )=a 2-ab +ab +1ab+1a (a -b )=ab +1ab +a (a +b )+1a (a +b )≥2+2=4,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ab =1,a (a -b )=1,即a =2,b -22时,取“=”号.故选D.7.若数列{a n }的通项公式是a n =nn 3+128,则该数列中的最大项是( )A .第4项B .第6项C .第7项D .第8项 解析:a n =nn 3+128=1n 2+128n =1n 2+64n +64n∵n 2+64n +64n ≥33n 2×64n ×64n =48,当且仅当n 2=64n,即n =4时,等号成立,∴a n≤148,该数列的最大项是第4项.故选A. 答案:A8.求函数y =3x +4x2(x >0)的最值是________.解析:∵x >0,∴y =3x +4x 2=3x 2+3x 2+4x 2≥333x 2×3x 2×4x 2=339.当且仅当3x 2=3x 2=4x 2,即x =2393时取符号.∴当x =2393时,函数y 的最小值为339.9.已知正数a ,b 满足ab 2=1,则a +b 的最小值是________.解析:因为a ,b 是正数,ab 2=1, 所以a +b =a +b 2+b2≥33ab 24=3232.故a +b 的最小值是3232,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧ab 2=1,a =b 2,即⎩⎪⎨⎪⎧a =1232,b =32时取到最小值.10.已知a ,b ,c 为正数,求证:(a +b +c )(a 2+b 2+c 2)≥9abc . 证明:∵a ,b ,c 为正数,∴a +b +c ≥33abc ,a 2+b 2+c 2≥33a 2b 2c 2∴(a +b +c )(a 2+b 2+c 2)≥33abc ×33a 2b 2c 2=93abc ×a 2b 2c 2. ∴(a +b +c )(a 2+b 2+c 2)≥9abc , 当且仅当a =b =c 时等号成立.三层练习11.θ为锐角,则y =sin θ·cos 2θ的最大值是________________________________________________________________________.分析:本题的目标函数为积结构,故应创设各因子和为定值,要特别注意sin 2θ+cos 2θ=1的应用.解析:∵y 2=sin 2θcos 2θcos 2θ=12×2sin 2θ(1-sin 2θ)·(1-sin 2θ)≤12(23)3=427.当且仅当2sin 2θ=1-sin 2θ,即sin θ=33时取等号. ∴y max =239.12.已知x ∈R +,有不等式x +1x ≥2,x +4x 2=x 2+x 2+4x2≥3,…,受此启发,可以推广为x +axn ≥n +1,则a =________.解析:∵x +a x n =x n +x n …+x n ,\s \do 4(n 个))+a x n ≥(n +1)×n +1x n n n ×a xn =n +1,∴a =n n.答案:n n13.已知a ,b ,c 均为正数,证明:a 2+b 2+c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥63,并确定a ,b ,c为何值时,等号成立.证明:因为a ,b ,c 均为正数,由均值不等式得a 2+b 2+c 2≥3(abc )23,①1a +1b +1c ≥3(abc )-13, 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥9(abc )-23.②故a 2+b 2+c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b +1c 2≥3(abc )23+9(abc )-23.又3(abc )23+9(abc )-23≥227=63,③所以原不等式成立.当且仅当a =b =c 时,①式和②式等号成立. 当且仅当3(abc )23=9(abc )-23时,③式等号成立.故当且仅当a =b =c =314时,原不等式等号成立.14.请你设计一个帐篷,它下部的形状是高为1 m 的正六棱柱,上部的形状是侧棱长为3 m 的正六棱锥(如下图所示).试问当帐篷的顶点O 到底面中心O 1的距离为多少时,帐篷的体积最大为多少?分析:利用正六棱锥的体积公式列关系式,然后利用算术-几何平均不等式求最值,也可求导求最值.解析:设OO 1为x m ,则1<x <4.由题设可得正六棱锥底面边长为32-(x -1)2=8+2x -x 2,于是底面正六边形的面积为6×34×(8+2x -x 2)2=332(8+2x -x 2),帐篷的体积为V (x )=332(8+2x -x 2)·⎣⎢⎡⎦⎥⎤13(x -1)+1=32(4-x )(x +2)(x +2) =34(8-2x )(x +2)(x+2) ≤34⎣⎢⎡⎦⎥⎤(8-2x)+(x+2)+(x+2)33=34×64 =16 3.当且仅当8-2x=x+2,即x=2时取等号.故当帐篷的顶点O到底面中心O1的距离为2 m时帐篷的体积最大,其值为16 3 m2.1.三个正数或三个以上正数的不等式的应用条件.(1)“一正”:不论是三个数的或者n个数的算术—几何平均不等式,都要求是正数,否则不等式是不成立的,如a+b+c≥33abc,取a=b=-2,c=2时a+b+c=-2,而33abc=6,显然-2≥6不成立.(2)“二定”:包含两类求最值问题:一是已知n个正数的和为定值(即a1+a2+…+a n为定值),求其积a1·a2·…·a n的最大值;二是已知积a1·a2·…·a n为定值,求其和a1+a2+…+a n的最小值.(3)“三相等”:取“=”的条件是a1=a2=…=a n,不能只是一部分相等.2.重要不等式a2+b2≥2ab与a3+b3+c3≥3abc的运用条件不一样,前者a,b∈R,后者a,b,c∈R+,要注意区别.3.注意算术—几何平均不等式中的变形与拼凑方法.。

人教版高中选修4-53.三个正数的算术——几何平均不等式教学设计

人教版高中选修4-53.三个正数的算术——几何平均不等式教学设计

人教版高中选修4-53.三个正数的算术——几何平均不等式教学设计一、教学目标1.掌握三个正数的算术平均和几何平均的概念及其计算方法,理解三个正数的算术平均大于等于几何平均的基本思想;2.运用几何平均不等式解决实际问题,提高数学思维能力和解决实际问题的能力;3.培养学生良好的合作精神和创造性思维能力。

二、教学重点与难点1. 教学重点•算术平均与几何平均的概念与计算方法;•三个正数的算术平均大于等于几何平均的基本思想。

2. 教学难点•如何运用几何平均不等式解决实际问题。

三、教学内容和教学步骤1. 教学内容1.算术平均与几何平均的概念及其计算方法;2.三个正数的算术平均大于等于几何平均的基本思想;3.几何平均不等式的应用。

2. 教学步骤第一步:导入1.引入本节课的主题,介绍生活中有关于三个数的问题。

2.让学生思考:如何求三个数的平均数?是否有大小之分?为什么?第二步:概念讲解1.讲述算术平均与几何平均的概念及其计算方法。

2.提出三个正数的算术平均大于等于几何平均的基本思想,并进行简单的证明。

第三步:示例演练1.让学生自己推导一下证明,加深理解。

2.解析一道具体的例子,引导学生掌握应用几何平均不等式解决实际问题的方法。

第四步:作业1.布置课后作业,包括书面练习、思考题、拓展练习等多种形式。

2.留出时间让学生在小组合作中讨论问题,提高学生的合作精神和创造性思维能力。

四、教学方式和教学手段1. 教学方式采用讲授、讨论、实例演练、小组合作等多种教学方式,注重学生的参与和交流。

2. 教学手段1.录制教学视频,让学生自主学习;2.设计多元化的书面练习,既注重知识的考查,也注重学生的应用能力;3.设计一些互动性强的思考题和拓展练习,帮助学生扩展视野,拓展思路。

五、教学评价1. 教学效果•通过考察学生的课余作业和课堂互动表现,综合评价本节课的教学效果。

2. 学生评价•通过问卷调查的形式,征求学生对本节课教学内容、教学方式、教学手段、教学效果等方面的评价,反馈教学情况,为今后的教学改进提供依据。

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3、三个正数的算术-几何平均不等式
1、利用平均不等式比较代数式的大小及证明简单不等式是常考内容。

(难点)
2、利用平均不等式求函数的最值以及实际问题中的最值问题,多以小题的形式进行考查。

(重点、难点)
1、如果+∈R c b a ,,,那么3
33
c b a
++ 3abc
,当且仅当 时,等号成立。

2、定理3:如果∈c
b a ,, ,那么
3
c
b a ++
当且仅当 时,等号成立。

即:三个正数的算术平均 它们的几何平均。

3、对于n 个正数n a a a ,,21,它们的算术平均
它们的几何平均,即
n
a a a n
+++ 21
n
n a a a 21,当且仅当 时,等号成立。

想一想:如果x>0,如何求2
12x
x +的最小值?
题型一 用平均不等式求最值
【例1】 已知R y x ∈、,且42
=y x ,试求x+y 的 最小值及达到最小值时x 、y 的值。

【练习
1】已知
+
∈R c b a 、、,求
()2
2
2
2
)111(
c b a c
b
a
+++
+
的最小值。

题型二 用平均不等式证明不等式 【例
2】设
a,b,c
为正实数,求证:
32111
2
2
2
≥++
+
a b c c
b
a
【练习2】已知n a a a ,,21都是正数,且
121=n a a a ,
求证:n
n a a a 3)2()2)(2(21≥+++
题型三 用平均不等式解应用题
【例3】如图所示,在一张半径是2米得圆桌的正中央上空挂一盏电灯,大家知道,灯挂得太高了,桌子边缘处的亮度就小;挂得太低,桌子的边缘处仍然是不亮的,由物理学知道,桌子边缘一点处的照亮度E 和电灯射到桌子边缘的光线与桌子的夹角θ的正弦成正比,而和这一点到光源的距离r 的平方成反比,
即2
sin r
k
E θ=,这里k 是一个和灯光强度有关的常
数,那么究竟应该怎样选择灯的高度h ,才能使桌子边缘处最亮?
【练习3】无论是工业设备还是家庭生活用具,圆柱形的容器不少见,你是否留心了多数圆柱形容器不是细细长长的,也不是扁扁的,而是高和底面直径大致相等,你是否想过这是为什么?当然,高和底面直径大致相等的圆柱形看上去比较匀称,这是一条理由,但更主要的原因似乎不在这里,我们知道,容器的容积往往是一定的,但表面积却随着形状而改变,这就意味这同样容积的圆柱形容器有的用料较省而有的则费料,如果仅从成本角度考虑,自然应知道用料最省的,那么究竟怎样的圆柱形容器用料最省呢?
课时作业
1、设+∈R z y x 、、且x+y+z=6,则lgx+lgy+lgz 的取值范围是( )
A. (]6lg ,∞-
B. (]2lg 3,∞-
C.[)+∞,6lg
D. [)+∞,2lg 3
2、已知圆柱的轴截面周长为6,体积为V ,则下列不等式总成立的是( )
A. π≥V
B. π≤V
C.π8
1≥
V D. π8
1≤
V
3、已知+∈R c b a 、、,3
c
b a x ++=

3
abc y =
,3
2
22c
b a z ++=
,则( )
A.z y x ≤≤
B. z x y ≤≤
C.x z y ≤≤
D. x y z ≤≤
4、设R c b a ∈、、,且a,b,c 不全相等,则不等式
abc c b a 33
3
3
≥++成立的一个充要条件是
( )
A.a,b,c 全为正数
B.a,b,c 全为非实数 C .0≥++c b a D.0>++c b a 5、函数)0(316
32
>+
=
x x
x y 的最小值是( )
A. 2
333 B. 4
9 C.1 D.不存在
6、若()+∞∈,0c b a 、、,且a+b+c=1,则
a
c c
b b
a ++
++
+111的最小值为( )
A. 3
1 B. 3
2
3
C.
2
9 D.
9
1
7、若a>2,b>2,则()()
321
--++b a b a 的最小值
为 。

8、函数)0(123)(2
>+=x x
x x f 的最小值
是 。

9


+∈R c b a 、、,求证:
2
9)1
11)((≥
++
++
+++c
a c
b b
a c
b a
10、已知c
b a ,,都是正数,证明:
36)111(
2
2
22≥+
+
+++c
b
a
c b a ,并确定
a,b,c 为何值时,等号成立。

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