2014年人教A版选修4-5教案 一 二维形式的柯西不等式

一 二维形式的柯西不等式（1）
教学要求：认识二维柯西不等式的几种形式，理解它们的几何意义， 并会证明二维柯西不等式及向量形式.
教学重点：会证明二维柯西不等式及三角不等式.
教学难点：理解几何意义.
教学过程：
一、复习准备：
1. 提问： 二元均值不等式有哪几种形式？
答案：(0,0)2
a b a b +>>及几种变式. 2. 练习：已知a 、b 、c 、d 为实数，求证22222()()()a b c d ac bd ++≥+
证法：（比较法）22222()()()a b c d ac bd ++-+=….=2()0ad bc -≥
二、讲授新课：
1. 教学柯西不等式：
① 提出定理1：若a 、b 、c 、d 为实数，则22222()()()a b c d ac bd ++≥+.
→ 即二维形式的柯西不等式 → 什么时候取等号？
② 讨论：二维形式的柯西不等式的其它证明方法？
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 =+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 讨论：二维形式的柯西不等式的一些变式？
22||c d ac bd +≥+ 或 22||||c d ac bd +≥+
22c 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）
三、巩固练习：
1. 练习：试写出三维形式的柯西不等式和三角不等式
2. 作业：教材P 37 4、5题.
二维形式的柯西不等式（二）
教学要求：会利用二维柯西不等式及三角不等式解决问题，体会运用经典不等式的一般方法——发现具体问题与经典不等式之间的关系，经过适当变形，依据经典不等式得到不等关系. 教学重点：利用二维柯西不等式解决问题.
教学难点：如何变形，套用已知不等式的形式.
教学过程：
一、复习准备：
1. 提问：二维形式的柯西不等式、三角不等式？ 几何意义？
答案：22222()()()a b c d ac bd ++≥+2. 讨论：如何将二维形式的柯西不等式、三角不等式，拓广到三维、四维？
3. 如何利用二维柯西不等式求函数y =?
要点：利用变式22||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 b c d e f x 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 +=++≥+=. 讨论：其它方法 （数形结合法）
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）
要点：2222111111()()]
22x y x y x y +=++=++≥… 讨论：其它证法（利用基本不等式）
② 练习：已知a 、b R +∈，求证：11()()4a b a b ++≥.
3. 练习：
① 已知,,,x y a b R +∈，且1a b x y
+=，则x y +的最小值. 要点：()()a b x y x y x y
+=++=…. → 其它证法 ② 若,,x y z R +∈，且1x y z ++=，求222x y z ++的最小值. （要点：利用三维柯西不等式）
变式：若,,x y z R +∈，且1x y z ++=的最大值.
3. 小结：比较柯西不等式的形式，将目标式进行变形，注意凑配、构造等技巧.
三、巩固练习：
1. 练习：教材P 37 8、9题
2. 作业：教材P 37 1、6、7题。