2020-2021学年3.4 基本不等式教学设计

第 10 课时：§3.4.1  基本不等式的证明（1）

【三维目标】：

一、知识与技能

1.探索并了解基本不等式的证明过程，体会证明不等式的基本思想方法；

2.会用基本不等式解决简单的最大（小）值问题；

3.学会推导并掌握基本不等式，理解这个基本不等式的几何意义，并掌握定理中的不等号“≥”取等号的条件是：当且仅当这两个数相等；

4.理解两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数的证明以及它的几何解释；

二、过程与方法

1.通过实例探究抽象基本不等式；

    2.本节学习是学生对不等式认知的一次飞跃。要善于引导学生从数和形两方面深入地探究不等式的证明，从而进一步突破难点。变式练习的设计可加深学生对定理的理解，并为以后实际问题的研究奠定基础。两个定理的证明要注重严密性，老师要帮助学生分析每一步的理论依据，培养学生良好的数学品质

三、情感、态度与价值观

1.通过本节的学习，体会数学来源于生活，提高学习数学的兴趣

2.培养学生举一反三的逻辑推理能力，并通过不等式的几何解释，丰富学生数形结合的想象力

【教学重点与难点】：

重点：应用数形结合的思想理解不等式，并从不同角度探索不等式的证明过程；

难点：理解基本不等式等号成立条件及 “当且仅当时取等号”的数学内涵

【学法与教学用具】：

1.学法：先让学生观察常见的图形，通过面积的直观比较抽象出基本不等式。从生活中实际问题还原出数学本质，可积极调动地学生的学习热情。定理的证明要留给学生充分的思考空间，让他们自主探究，通过类比得到答案

2.教学用具：直角板、圆规、投影仪（多媒体教室）

【授课类型】：新授课

【课时安排】：1课时

【教学思路】：

     一、创设情景，揭示课题

1. 提问：与哪个大？

2.基本不等式的几何背景：

如图是在北京召开的第24界国际数学家大会的会标，会标是根据中国古代数学家赵爽的弦图设计的，颜色的明暗使它看上去象一个风车，代表中国人民热情好客。你能在这个图案中找出一些相等关系或不等关系吗？（教师引导学生从面积的关系去找相等关系或不等关系）。

   二、研探新知

重要不等式 ：一般地，对于任意实数 、，我们有，当且仅当时，等号成立。

证明:

所以                      

注意强调  当且仅当时,

注意：（1）等号成立的条件，“当且仅当”指充要条件；

（2） 公式中的字母和既可以是具体的数字，也可以是比较复杂的变量式，因此应用范围比较广泛。

基本不等式：对任意正数、，有当且仅当时等号成立。

证法1：可以将基本不等式2看作是基本不等式1的推论。 由基本不等式1，得 当且仅当时等号成立。即当且仅当时等号成立。

证法2：当且仅当即时，取“”。

证法3：要证，只要证，只要证，只要证

因为最后一个不等式成立，所以成立，当且仅当即时，取“”。

证法4：对于正数有，

说明： 把和分别叫做正数的算术平均数和几何平均数，上述不等式可叙述为：两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数。 上述结论可推广至3个正数。

（1）基本不等式成立的条件是：

（2）不等式证明的三种方法：比较法（证法1）、分析法（证法2）、综合法（证法3）

（3）的几何解释：（如图1）以为直径作圆，在直径上取一点， 过作弦，则，从而，而半径

基本不等式几何意义是：“半径不小于半弦”

（4）当且仅当时，取“”的含义：一方面是当时取等号，即

；另一方面是仅当时取等号，即

。

（5）如果，那么（当且仅当时取“”）．

（6）如果把看作是正数、的等差中项，看作是正数、的等比中项，那么该定理可以叙述为：两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.

2.在数学中，我们称为、的算术平均数，称为、的几何平均数.本节定理还可叙述为：两个正数的算术平均数不小于它们的几何平均数.

三、质疑答辩，排难解惑，发展思维

例1 （教材例1）设为正数，证明下列不等式成立：（1）；（2）

证明：（1）∵为正数，∴也为正数，由基本不等式得∴原不等式成立。

（2）∵均为正数，由基本不等式得，∴原不等式成立。

例2 已知为两两不相等的实数，求证：

证明：∵为两两不相等的实数，∴，，，

以上三式相加：，所以，．

例3 已知都是正数，求证．

证明：由都是正数，得： ，，

∴，即．

      例4 已知函数，求的范围

例5求证：．

证明：∵， 又，   ∴，

∴，即．

四、巩固深化，反馈矫正

1.已知都是正数，求证：

2.已知都是正数，求证：；

3. 思考题：若，求的最大值

五、归纳整理，整体认识

1．算术平均数与几何平均数的概念；

2．基本不等式及其应用条件；

3．不等式证明的三种常用方法。

小结：正数的算术平均数不小于它们的几何平均数

    六、承上启下，留下悬念

七、板书设计（略）

八、课后记：