2018版高中数学 第三章 不等式 3.4 基本不等式:√ab≤(a+b)2(一)学案 新人教A版必

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

3.4 基本不等式:√ab ≤(a+b )2(一)

[学习目标] 1.理解基本不等式的内容及证明.2.能熟练运用基本不等式来比较两个实数的大小.3.能初步运用基本不等式证明简单的不等式.

知识点一 重要不等式及证明

如果a ,b ∈R ,那么a 2+b 2≥2ab (当且仅当a =b 时取“=”).请证明此结论. 证明 ∵a 2+b 2-2ab =(a -b )2≥0,

∴a 2+b 2≥2ab ,当且仅当a =b 时取“=”.

知识点二 基本不等式

1.内容: ab ≤a +b 2,其中a >0,b >0,当且仅当a =b 时,等号成立.

2.证明:

∵a +b -2ab =(a )2+(b )2-2a ·b

=(a -b )2≥0.

∴a +b ≥2ab . ∴ab ≤a +b 2,当且仅当a =b 时,等号成立.

3.两种理解:

(1)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,几何平均数为正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.

(2)几何意义:

如图所示,以长度为a +b 的线段AB 为直径作圆,在直径AB 上取一点C ,

使AC =a ,CB =b ,过点C 作垂直于直径AB 的弦DD ′,连接AD ,DB ,易

证Rt △ACD ∽ Rt △DCB ,则CD 2=CA ·CB ,即CD =ab .

这个圆的半径为a +b

2,显然它大于或等于CD ,即a +b

2≥ab ,当且仅当点C 与圆心O 重合,

即a =b 时,等号成立.

知识点三 基本不等式的常用推论

(1)ab ≤⎝ ⎛⎭

⎪⎫a +b 22≤a 2+b 22(a ,b ∈R ); (2)b a +a b ≥2(a ,b 同号);

(3)当ab >0时,b a +a b ≥2;当ab <0时,b a +a b

≤-2;

(4)a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca (a ,b ,c ∈R ).

题型一 利用基本不等式比较大小

例1 设0

A .a

B .a

C .a

a +

b 2 D.ab

答案 B 解析 方法一 ∵0

a +

b 20,即ab >a ,

排除D 项,故选B. 方法二 取a =2,b =8,则ab =4,a +b 2=5,所以a <ab <a +b 2<b .

反思与感悟 若给定的代数式中既有“和式”又有“积式”,这便是应用基本不等式的题眼,可考虑是否利用基本不等式解决;在应用基本不等式时一定要注意是否满足条件,即a >0,b >0,同时注意能否取等号.

跟踪训练1 若a ,b ∈R ,且ab >0,则下列不等式中,恒成立的是( )

A .a 2+b 2>2ab

B .a +b ≥2ab

C.1a +1b >2ab

D.b a +a b

≥2 答案 D

解析 对于A ,应该为a 2+b 2

≥2ab ,漏等号,故A 错误;对于B ,当a <0,b <0时,ab >0,但a +b <2ab ,故B 不成立;对于C ,当a <0,b <0时,ab >0,故C 不成立;对于D ,∵ab >0,则b a >0且a b >0,∴b a +a b

≥2b a ·a b =2.当且仅当b a =a b ,即a =b 时,取“=”,故D 正确.

题型二 用基本不等式证明不等式

例2 已知a ,b ,c 为正数,且a +b +c =1,证明:1a +1b +1c

≥9. 证明 1a +1b +1c =a +b +c a +a +b +c b +a +b +c c

=3+(b a +a b )+(c a +a c )+(c b +b c

)

≥3+2+2+2=9.

当且仅当a =b =c =13

时,等号成立. 反思与感悟 在利用基本不等式证明的过程中,常需要把数、式合理地拆成两项或多项或恒等地变形配凑成适当的数、式,以便于利用基本不等式.

跟踪训练2 已知a ,b ,c 为正数,且a +b +c =1,

证明:(1-a )(1-b )(1-c )≥8abc .

证明 (1-a )(1-b )(1-c )=(b +c )(a +c )(a +b )

≥2bc ·2ac ·2ab =8abc .

当且仅当b =c =a =13时,等号成立.

1.若0<a <1,0<b <1,且a ≠b ,则a +b ,2ab ,2ab ,a 2+b 2中最大的一个是( )

A .a 2+b 2

B .2ab

C .2ab

D .a +b

答案 D

解析 ∵0<a <1,0<b <1,a ≠b ,

∴a +b >2ab ,a 2+b 2>2ab .

∴四个数中最大的应从a +b ,a 2+b 2中选择.

而a 2+b 2-(a +b )=a (a -1)+b (b -1).

又∵0<a <1,0<b <1,∴a (a -1)<0,b (b -1)<0,

∴a 2+b 2-(a +b )<0,即a 2+b 2<a +b ,

∴a +b 最大.故选D.

2.设a ,b 是实数,且a +b =3,则2a +2b

的最小值是( )

A .6

B .4 2

C .2 6

D .8

答案 B