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文檔簡介
不等式的基本性質(zhì)
(第二課時)1【知識回顧】1、不等式的概念:同向不等式;異向不等式;同解不等式.2、比較兩個實數(shù)大小的主要方法:(1)作差比較法:作差——變形——定號——下結(jié)論;(2)作商比較法:作商——變形——與1比較大小——下結(jié)論.大多用于比較冪指式的大?。?探究!
類比等式的基本性質(zhì),不等式有哪些基本性質(zhì)呢?3不等式的基本性質(zhì)單向性雙向性4問題
上述結(jié)論是用類比的方法得到的,它們一定是正確的嗎?你能夠給出它們的證明嗎?5注意1、注意公式成立的條件,要特別注意“符號問題”;2、要會用自然語言描述上述基本性質(zhì);3、上述基本性質(zhì)是我們處理不等式問題的理論基礎(chǔ)。67例2、已知a>b>0,C<d<0,e<0,求證:【解題回顧】在證明不等式時要依據(jù)不等式的性質(zhì)進行,不能自己“制造”性質(zhì)來進行.8例3:在三角形ABC中,求A-B的取值范圍.9例4、已知,求下列式子的取值范圍。(1)1-x(2)x(1-x)解題回顧:同向不等式可以做加法運算,異向不等式可以做減法運算。當(dāng)同向不等式兩邊都為正時,可以做乘法運算。本題常見的錯誤是將取值范圍擴大。變式:設(shè)f(x)=ax2+bx,且1≤f(-1)≤2,2≤f(1)≤4,求f(-2)的取值范圍.10【解題回顧】本題采用了賦值法,使問題得以簡化、明朗.賦值法是解選擇題、開放題等常用的方法.它將復(fù)雜的問題簡單化,是我們常用的數(shù)學(xué)方法.例5、已知
A、A<B<C<D;B、D<A<B<C;C、D<B<A<C;D、B<D<A<C11作業(yè)P101、3、412第一講不等式和
絕對值不等式
13不等式的基本性質(zhì)
(第一課時)觀察以下四個不等式:a+2>a+1----------------(1)a+3>3a-------------------(2)3x+1<2x+6--------------(3)x<a------------------------(4)一不等式14同向不等式:在兩個不等式中,如果每一個的左邊都大于右邊,或每一個的左邊都小于右邊(不等號的方向相同).異向不等式:在兩個不等式中,如果一個不等式的左邊大于右邊,而另一個的左邊小于右邊(不等號的方向相反).同解不等式形式不同但解相同的不等式。其它重要概念絕對不等式、條件不等式、矛盾不等式152.基本理論
1.實數(shù)在數(shù)軸上的性質(zhì):研究不等式的出發(fā)點是實數(shù)的大小關(guān)系。數(shù)軸上的點與實數(shù)1-1對應(yīng),因此可以利用數(shù)軸上點的左右位置關(guān)系來規(guī)定實數(shù)的大?。?X16ABaba<bxABaba>bx用數(shù)學(xué)式子表示為:
設(shè)a,b是兩個實數(shù),它們在數(shù)軸上所對應(yīng)的點分別是A,B,那么,當(dāng)點A在點B的左邊時,a<b;當(dāng)點A在點B的右邊時,a>b.
關(guān)于a,b的大小關(guān)系,有以下基本事實:如果a>b,那么a-b是正數(shù);如果a=b,那么a-b等于零;如果a<b,那么a-b是負數(shù);反過來也對.17
上式中的左邊部分反映的是實數(shù)的大小順序,而右邊部分則是實數(shù)的運算性質(zhì),合起來就成為實數(shù)的大小順序與運算性質(zhì)之間的關(guān)系。這一性質(zhì)不僅可以用來比較兩個實數(shù)的大小,而且是推導(dǎo)不等式的性質(zhì)、不等式的證明、解不等式的主要依據(jù)。18
要比較兩個實數(shù)a與b的大小,可以轉(zhuǎn)化為比較它們的差a-b與0的大小。在這里,0為實數(shù)比較大小提供了“標桿”。思考?
從上述事實出發(fā),你認為可以用什么方法比較兩個實數(shù)的大???19例1、試比較2x4+1與2x3+x2
的大小解:(2x4+1)-(2x3+x2)=2x4+1-2x3_x2
=(2x4-2x3)-(x2-1)
=2x3(x-1)
-(x-1)
(x+1)
=(x-1)[2x3-
(x+1)
]
=(x-1)[(2x3-2x2)+(2x2-2x)+(x-1)]=(x-1)2(2x2+2x+1)=(x-1)2[2(x+1/2)2+1/2]技能:分組組合;添項、拆項;配方法。20=(x-1)2[2(x+1/2)2+1/2]x∈R∴2(x+1/2)2+1/2>0若x≠1那么(x-1)2>0則2x4+1>2x3+x2
若x=1那么(x-1)2=0則2x4+1=2x3+x2綜上所述:若x=1時2x4+1=2x3+x2
若x≠1時2x4+1>2x3+x2
求差比較大小分四步進行:①作差;②變形;③定號;③下結(jié)論。21練習(xí)比較x2+y2與xy+x+y-1的大小.【解題回顧】用作差比較法比較兩個實數(shù)的大小,步驟是:作差——變形——判斷符號.常見的變形手段是通分、因式分解或配方等;變形的結(jié)果是常數(shù)、若干個因式的積或完全平方式等.22例2、比較23練習(xí)題1.已知x≠0,比較(x2+2)2與x4+x2+4的大小.2.比較(x2+2)2與x4+5x2+2的大小3.比較x3
與x2-x+1的大小.24【解題回顧】本題的解答關(guān)鍵在于選擇合適的方法.【典型例題】例3、比較以下兩個實數(shù)的大?。?5作商比較法:作商——變形——與1比較大小.大多用于比較冪指式的大?。?6練習(xí)
2、選擇題:已知,在以下4個不等式中正確的是:(1)(2)
(3)(4)
27小結(jié)主要內(nèi)容基本理論:a-b>0<=>a>ba-b=0<=>a=ba-b<0<=>a<b基本理論四大應(yīng)用之一:比較實數(shù)的大小.一般步驟:作差-變形-判斷符號—下結(jié)論。變形是關(guān)鍵:1°變形常用方法:配方法,因式分解法。2°變形常見形式是:變形為常數(shù);一個常數(shù)與幾個平方和;幾個因式的積。281.比較的大?。?.如果,比較的大小.3.已知,比較與的大小.作業(yè)一、課本P102二、補充29第三講
柯西不等式與排序不等式30
一二維形式的柯西不等式31若a,b,c,d都是實數(shù),則
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2當(dāng)且僅當(dāng)ad=bc時,等號成立.定理1(二維形式的柯西不等式):你能證明嗎?32推論33
向量形式:34設(shè)α,β是兩個向量,則當(dāng)且僅當(dāng)β是零向量,或存在實數(shù)k,使α=kβ時,等號成立.定理2:(柯西不等式的向量形式)35xyP1(x1,y1)P2(x2,y2)0xyP1(x1,y1)P2(x2,y2)0根據(jù)兩點間距離公式以及三角形的邊長關(guān)系:觀察36定理3(二維形式的三角不等式)設(shè),那么37
例題例1.已知a,b為實數(shù),證明:
(a4+b4)(a2+b2)≥(a3+b3)23839例3.設(shè)a,b∈R+,a+b=1,求證40練習(xí):41作業(yè)第37頁,第1,5,6題42
二一般形式的柯西不等式43(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2二維形式的柯西不等式):三維形式的柯西不等式):n維形式的柯西不等式):44定理設(shè)是實數(shù),則當(dāng)且僅當(dāng)(i=1,2,…,n)或存在一個數(shù)k使得(i=1,2,…,n)時等號成立。以上不等式稱為一般形式的柯西不等式。45一般形式的三角不等式46例1已知都是實數(shù),求證:47例2已知a,b,c,d是不全相等的正數(shù),證明:>ab+bc+cd+da.48例3已知x+2y+3z=1,求的最小值。49例4:設(shè)a、b、c為正數(shù)且各不相等。求證:
又a、b、c各不相等,故等號不能成立∴原不等式成立。50例5若a>b>c求證:∴51例6:若求證:分析:左端變形∴只需證此式即可
52
三排序不等式53反序和≤亂序和≤順序和54例1:有10人各拿一只水桶去接水,設(shè)水龍頭注滿第i(i=1,2,…,10)個人的水桶需要ti分,假定這些ti各不相同。問:只有一個水龍頭時,應(yīng)該如何安排10人的順序,使他們等候的總時間最少?這個最少的總時間等于多少?55解:總時間(分)是10t1+9t2+…+2t9+t10根據(jù)排序不等式,當(dāng)t1<t2<…<t9<t10時,總時間取最小值。即:按水桶的大小由小到大依次接水,則10人等候的總時間最少。最少的總時間是:10t1+9t2+…+2t9+t1056例2設(shè)a1,a2,…,an是n個互不相等的正整數(shù),求證:57證明:設(shè)b1,b2,…,bn是a1,a2,…an的一個排列,且有b1<b2<…<bn因為b1,b2,…,bn是互不相等的正整數(shù),所以b1≥1,b2≥2,…,bn≥n.
又因由排序不等式,得:58練習(xí)59練習(xí)60練習(xí)61練習(xí)62一、二維形式的柯西不等式(第二課時)63一.課前復(fù)習(xí)若a,b,c,d都是實數(shù),則
(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2當(dāng)且僅當(dāng)ad=bc時,等號成立.
(一)定理1(二維形式的柯西不等式):64二維形式的柯西不等式經(jīng)過變形后可得到兩個比較重要的不等式:這在以后證明不等式時會用到65定理2:(柯西不等式的向量形式)設(shè)是兩個向量,則當(dāng)且僅當(dāng)是零向量,或存在實數(shù),使時,等號成立.66一.學(xué)習(xí)新課
(一)定理3(二)例題(三)練習(xí)
67觀察xyP1(x1,y1)P2(x2,y2)0xyP1(x1,y1)P2(x2,y2)0根據(jù)兩點間距離公式以及三角形的邊長關(guān)系:68
定理3(二維形式的三角不等式)設(shè),那么問題:你能否利用柯西不等式,從代數(shù)的角度證明這個不等式?69例3.設(shè)a,b∈R+,a+b=1,求證70練習(xí)鞏固:練習(xí)一:設(shè)a,b為正數(shù),求的最小值71練習(xí)二:P37第6題72小結(jié):本節(jié)課實際上是柯西不等式的一些簡單應(yīng)用,柯西不等式是一個經(jīng)典不等式,是一個重要的數(shù)學(xué)結(jié)論,在以后的證明某些不等式和求最值時有重要作用,要學(xué)會靈活運用。73作業(yè):P37第8題74不等式的證明75復(fù)習(xí)不等式證明的常用方法:
比較法、綜合法、分析法76反證法
先假設(shè)要證明的命題不成立,以此為出發(fā)點,結(jié)合已知條件,應(yīng)用公理、定義、定理、性質(zhì)等,進行正確的推理,得到矛盾,說明假設(shè)不正確,從而間接說明原命題成立的方法。7778例題例2、已知a+b+c>0,ab+bc+ca>0,
abc>0,求證:a,b,c>0
證:設(shè)a<0,∵abc>0,∴bc<0
又由a+b+c>0,則b+c>a>0∴ab+bc+ca=a(b+c)+bc<0
與題設(shè)矛盾若a=0,則與abc>0矛盾,∴必有a>0
同理可證:b>0,c>079例3、設(shè)0<a,b,c<1,求證:(1
a)b,(1
b)c,(1
c)a,
不可能同時大于1/4則三式相乘:(1
a)b?(1
b)c?(1
c)a>
又∵0<a,b,c<1∴同理:以上三式相乘:(1
a)a?(1
b)b?(1
c)c≤與①矛盾∴結(jié)論成立證明:設(shè)(1
a)b>1/4,(1
b)c>1/4,(1
c)a>1/4,80
在證明不等式過程中,有時為了證明的需要,可對有關(guān)式子適當(dāng)進行放大或縮小,實現(xiàn)證明。例如:要證b<c,只須尋找b1使b<b1且b1≤c(放大)要證b>a,只須尋找b2使b>b2且b2≥a(縮小)
這種證明方法,我們稱之為放縮法。放縮法的依據(jù)就是傳遞性。放縮法81例1、若a,b,c,dR+,求證:證:記m=∵a,b,c,dR+
∴1<m<2即原式成立8283
法1:
證明:在時,顯然成立.當(dāng)時,左邊
84法2:法3:函數(shù)的方法8586例4、巳知:a、b、c∈,求證:略解87小結(jié)
在證明不等式過程中,有時為了證明的需要,可對有關(guān)式子適當(dāng)進行放大或縮小,實現(xiàn)證明。例如:要證b<c,只須尋找b1使b<b1且b1≤c(放大)要證b>a,只須尋找b2使b>b2且b2≥a(縮小)
這種證明方法,我們稱之為放縮法。放縮法的依據(jù)就是定理2(傳遞性性質(zhì))88課堂練習(xí)1、當(dāng)n>2時,求證:
證:∵n>2∴
∴n>2時,89課堂練習(xí)2、若p>0,q>0,且p3+q3=2,
求證:p+q≤290課堂小結(jié)
證明不等式的特殊方法:
(1)放縮法:對不等式中的有關(guān)式子進行適當(dāng)?shù)姆趴s實現(xiàn)證明的方法。(2)反證法:先假設(shè)結(jié)論的否命題成立,再尋求矛盾,推翻假設(shè),從而證明結(jié)論成立的方法。91書山有路勤為徑,學(xué)海無崖苦作舟少小不學(xué)習(xí),老來徒傷悲成功=艱苦的勞動+正確的方法+少談空話天才就是百分之一的靈感,百分之九十九的汗水!天才在于勤奮,努力才能成功!27七月20233.三個正數(shù)的算術(shù)--幾何平均數(shù)92定理1.如果,那么(當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”)1.指出定理適用范圍:
2.強調(diào)取“=”的條件:
復(fù)習(xí):定理2.如果
那么
是正數(shù),
(當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”號)注意:1.這個定理適用的范圍:
2.語言表述:兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù)。93
注意:利用算術(shù)平均數(shù)和集合平均數(shù)定理時一定要注意定理的條件:
一正;二定;三相等.有一個條件達不到就不能取得最值.9495思考
基本不等式給出了兩個整數(shù)的算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)的關(guān)系,這個不等式能否推廣呢?例如,對于3個正數(shù),會有怎樣的不等式成立呢?969798等號當(dāng)且僅當(dāng)a=b=c時成立.99定理3語言表述:三個正數(shù)的算術(shù)平均不小于它們的幾何平均。100推論:101關(guān)于“平均數(shù)”的概念:1.如果
則:
叫做這n個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)。叫做這n個正數(shù)的幾何平均數(shù)。2.基本不等式:
≥
語言表述:n個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于它們的幾何平均數(shù),當(dāng)且僅當(dāng)a1=a2=…=an時,等號成立.推廣102103例2:解:構(gòu)造三個數(shù)相加等于定值.104練習(xí):解:構(gòu)造三個數(shù)相加等于定值.105例3將一塊邊長為a的正方形鐵皮,剪去四個角(四個全等的正方形),作成一個無蓋的鐵盒,要使其容積最大,剪去的小正方形的邊長為多少?最大容積是多少?解:設(shè)剪去的小正方形的邊長為則其容積為:106練習(xí):解:(錯解:原因是取不到等號)正解:107課堂小結(jié)108課堂小結(jié)1092.基本不等式110
重要不等式定理1:如果,那么
(當(dāng)且僅當(dāng)時取“=”號).我們可以用比較法證明.111探究你能從幾何的角度解釋定理1嗎?幾何解釋1-課本第五頁.112動畫幾何解釋2113aa幾何解釋3114
思考
1115(當(dāng)且僅當(dāng)
時取“
=”號).
如果是正數(shù),那么
基本不等式定理2(均值定理)116概念如果a、b都是正數(shù),我們就稱為a、b的算術(shù)平均數(shù),稱為a、b的幾何平均數(shù)。均值定理可以描述為:兩個正數(shù)的算術(shù)平均數(shù)不小于(即大于或等于)它們的幾何平均數(shù)117.均值定理的幾何意義DBCEoA118
當(dāng)且僅當(dāng)
中的“
=”號成立.
時這句話的含義是:
思考
2當(dāng)當(dāng)119
和成立的條件相同嗎?如:成立,而不成立。
思考
3成立的條件_______成立的條件______120
典例探討例1求證:121(2)已知都是正數(shù),求證證明:由都是正數(shù),得122
練習(xí)1123例2
求證:(1)在所有周長相同的矩形中,正方形的面積最大;(2)在所有面積相同的矩形中,正方形的周長最短。124變形.1
如果積
已知都是正數(shù),求證:是定值
那么當(dāng)
時,和
有最小值2
如果和是定值那么當(dāng)
時,積
有最大值
證:
∵
∴
1當(dāng)
(定值)時,∵上式當(dāng)
時取“=”∴當(dāng)
時,
有最小值2當(dāng)
(定值)時,
∴
∵上式當(dāng)
時取“=”
∴當(dāng)
時,
∴125注意:1、最值的含義(“≥”取最小值,“≤”取最大值)
2、用極值定理求最值的三個必要條件:一“正”、二“定”、三“相等”126127練習(xí)21.巳知x>0,y>0且xy=100,則x+y的最小值是_______,此時x=___,y=_____1284.證明(1)證:∵
∴
于是
(2)解:∵
于是
從而
?≤129解:130解:∵
∴∴=
當(dāng)且僅當(dāng)即
時有最小值1例3.若X>-1,則x為何值時
有最小值,最小值為幾?131
練習(xí)3132已知0<x<1,求x(1-x)的最大值.133例4134
注意:利用算術(shù)平均數(shù)和集合平均數(shù)定理時一定要注意定理的條件:
一正;二定;三相等.有一個條件達不到就不能取得最值.135
練習(xí)4求f(x)=2+log2x+5/log2x的最值.136例5.且1、已知,求
的最小值解:
當(dāng)且僅當(dāng)
即
時
137證明:138注意:本題條件a,b,c為實數(shù)139
練習(xí)5140同學(xué)們再見!作業(yè)
課本作業(yè);P105、6
141書山有路勤為徑,學(xué)海無崖苦作舟少小不學(xué)習(xí),老來徒傷悲成功=艱苦的勞動+正確的方法+少談空話
142不等式復(fù)習(xí)習(xí)題課習(xí)題課143不等式定理及其重要變形:一、知識掃描:(定理)重要不等式(推論)基本不等式(又叫均值不等式)144代數(shù)意義:
如果把看做是兩正數(shù)a、b的等差中項,看做是兩正數(shù)a、b的等比中項,那么均值不等式可敘述為:兩個正數(shù)的等差中項不小于它們的等比中項.145幾何意義:
均值不等式的幾何解釋是:
半徑不小于半弦.
結(jié)構(gòu)特點:
均值不等式的左式為和結(jié)構(gòu),右式為積的形式,該不等式表明兩正數(shù)的和與兩正數(shù)的積之間的大小關(guān)系,運用該不等式可作和與積之間的不等變換.ab146二、公式的拓展當(dāng)且僅當(dāng)a=b時“=”成立147(1)三、公式的應(yīng)用(一)—證明不等式(2)已知求證(以下各式中的字母都表示正數(shù))148149證明:150注意:本題條件a,b,c為實數(shù)151△法解不等式求證:a+ac+c+3b(a+b+c)≥0
證明:
原式=a+(c+3b)a+(c+3b+3bc)≥0
設(shè)f(a)=a+(c+3b)a+(c+3b+3bc)∵
△=(c+3b)-4(c+3b+3bc)=-3(c+b)∴f(a)≥0(當(dāng)且僅當(dāng)-b=c=a取等號)152四、公式的應(yīng)用(二)—求函數(shù)的最值(2)已知是正數(shù),(定值),求的最小值;已知是正數(shù),(定值),求的最大值;(1)一正二定三相等和定積最大積定和最小153已知,求函數(shù)的最大值;(3)已知是正數(shù),滿足,求的最小值;(4)創(chuàng)造條件注意取等號的條件154(3)已知:0<x<,求函數(shù)y=x(1-3x)的最大值利用二次函數(shù)求某一區(qū)間的最值分析一、原函數(shù)式可化為:y=-3x2+x,分析二、挖掘隱含條件即x=時ymax=∵3x+1-3x=1為定值,且0<x<則1-3x>0;∵0<x<,∴1-3x>0∴y=x(1-3x)=3x(1-3x)≤
當(dāng)且僅當(dāng)3x=1-3x
可用均值不等式法精題解析配湊成和成定值155精題解析:(4)已知正數(shù)x、y滿足2x+y=1,求的最小值即的最小值為過程中兩次運用了均值不等式中取“=”號過渡,而這兩次取“=”號的條件是不同的,故結(jié)果錯。錯因:解:156(4)已知正數(shù)x、y滿足2x+y=1,求的最小值正解:當(dāng)且僅當(dāng)即:時取“=”號即此時“1”代換法157特別警示:用均值不等式求最值時,要注意檢驗最值存在的條件,特別地,如果多次運用均值不等式求最值,則要考慮多次“≥”(或者“≤”)中取“=”成立的諸條件是否相容。158閱讀下題的各種解法是否正確,若有錯,指出有錯誤的地方。(5)錯題辨析159正確解法一“1”代換法
160(5)已知正數(shù)a、b滿足a+2b=1,求的最小值正解:當(dāng)且僅當(dāng)即:時取“=”號即此時161162“1”的代換163五:公式應(yīng)用(三)—解決實際問題例3.如圖,教室的墻壁上掛著一塊黑板,它的上、下邊緣分別在學(xué)生的水平視線上方a米和b米,問學(xué)生距離墻壁多遠時看黑板的視角最大?164APBHba例3.如圖,教室的墻壁上掛著一塊黑板,它的上、下邊緣分別在學(xué)生的水平視線上方a米和b米,問學(xué)生距離墻壁多遠時看黑板的視角最大?165問題與思考4。某種商品準備兩次提價,有三種方案:第一次提價m%,第二次提價n%;第一次提價n%,第二次提價m%;兩次均提價%.試問哪種方案提價后的價格高?166
設(shè)原價為M元,令a=m%,b=n%,則按三種方案提價后的價格分別為:A.(1+a)·(1+b)·M=(1+a+b+ab)·MC.(1+
)2·M=[1+a+b+]·M只需比較ab與的大小.易知B.(1+b)·(1+a)·M=(1+a+b+ab)·M1675.某工廠要建造一個長方體無蓋貯水池,其容積為,深為3m,如果池底每平方米的造價為150元,池壁每平方米的造價為120元,問怎樣設(shè)計水池才能使造價最低,最低造價是多少元?問題與思考168169170實際問題抽象概括引入變量數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型的解實際問題的解還原說明推理演算建立目標函數(shù)均值不等式2、解應(yīng)用題思路反思研究1711、設(shè)且a+b=3,求2a+2b的最小值___。
六:課堂檢測:(看誰最快)2、設(shè)則的最大值為_____。3、設(shè)滿足,且則的最大值是()A、40B、10C、4D、2D172七:學(xué)習(xí)小結(jié)
(1)各項或各因式為正(2)和或積為定值
(3)各項或各因式能取得相等的值,必要時作適當(dāng)變形,以滿足上述前提,即“一正二定三相等”2、二元均值不等式具有將“和式”轉(zhuǎn)化為“積式”和將“積式”轉(zhuǎn)化為“和式”的放縮功能;創(chuàng)設(shè)應(yīng)用均值不等式的條件,合理拆分項或配湊因式是常用的解題技巧,而拆與湊的成因在于使等號能夠成立;1、應(yīng)用均值不等式須注意以下三點:3、均值不等式在實際生活中應(yīng)用時,也應(yīng)注意取值范圍和能取到等號的前提條件。173探索討論乘積倒數(shù)其他平方設(shè)你能給出幾個含有字母a和b的不等式174再見謝謝指導(dǎo)再見175絕對值不等式的解法176復(fù)習(xí):X=0|x|=X>0x0X<0-x1.絕對值的定義:2.幾何意義:Ax1XOBx2|x1||x2|=|OA|=|OB|
一個數(shù)的絕對值表示這個數(shù)對應(yīng)的點到原點的距離.177類比:|x|<3的解|x|>3的解觀察、思考:不等式│x│<2的解集?方程│x│=2的解集?為{x│x=2或x=-2}02-2為{x│-2<x<2}不等式│x│>2解集?為{x│x>2或x<-2}02-202-2|x|<-2的解|x|>-2的解歸納:|x|<a(a>0)|x|>a(a>0)
-a<x<a
X>a或x<-a-aa-aa178如果a
>0,則
179如果把|x|<2中的x換成“x-1”,也就是|x-1|<2如何解?引伸:
解題反思:如果把|x|>2中的x換成“3x-1”,也就是|3x-1|>2如何解?整體換元。180歸納:型如|f(x)|<a,|f(x)|>a(a>0)不等式的解法:181例1解不等式
解:這個不等式等價于因此,不等式的解集是(–1,4)182例2解不等式>5解:這個不等式等價于或(1)(2)(1)的解集是(4,+∞),(2)的解集是(-∞,-1),∴原不等式的解集是(4,+∞)∪(-∞,-1)。183鞏固練習(xí):求下列不等式的解集
|2x+1|<53|1-4x|>9|4x|<-1|x2-5x|>-6
3<|2x+1|<5(-3,2)(-∞,-1/2)∪(1,+∞)R(-3,-2)∪(1,2)184
例:解不等式|5x-6|<6–x引伸:型如|f(x)|<a,|f(x)|>a的不等式中“a”用代數(shù)式替換,如何解?185解:對絕對值里面的代數(shù)式符號討論:5x-6≥05x-6<6-x(Ⅰ)或(Ⅱ)
5x-6<0-(5x-6)<6-x解(Ⅰ)得:6/5≤x<2解(Ⅱ)
得:0<x<6/5取它們的并集得:(0,2)
解不等式|5x-6|<6–x(Ⅰ)當(dāng)5x-6≥0,即x≥6/5時,不等式化為5x-6<6-x,解得x<2,所以6/5≤x<2(Ⅱ)當(dāng)5x-6<0,即x<6/5時,不等式化為-(5x-6)<6-x,解得x>0
所以0<x<6/5綜合(Ⅰ)、(Ⅱ)取并集得(0,2)解:186
解不等式|5x-6|<6–x解:分析:對6-x符號討論,當(dāng)6-x≦0時,顯然無解;當(dāng)6-x>0時,轉(zhuǎn)化為-(6-x)<5x-6<(6-x)由絕對值的意義,原不等式轉(zhuǎn)化為:6-x>0-(6-x)<5x-6<(6-x)綜合得0<x<2(Ⅰ)或(Ⅱ)6-x≤0無解解(Ⅰ)得:0<x<2;(Ⅱ)無解187
解不等式|5x-6|<6–x解:分析:對6-x符號討論,當(dāng)6-x≦0時,顯然無解;當(dāng)6-x>0時,轉(zhuǎn)化為-(6-x)<5x-6<(6-x)由絕對值的意義,原不等式轉(zhuǎn)化為:6-x>0-(6-x)<5x-6<(6-x)X<6-(6-x)<5x-65x-6<(6-x)0<x<2進一步反思:不等式組中6-x>0是否可以去掉有更一般的結(jié)論:|f(x)|<g(x)-g(x)<f(x)<g(x)|f(x)|>g(x)f(x)>g(x)或f(x)<-g(x)類型1188練習(xí):把下列絕對值不等式轉(zhuǎn)化為同解的非絕對值不等式。3、|x-1|>2(x-3)4、5、|2x+1|>|x+2|1、|2x-3|<5x
2、|x2-3x-4|>4189類型2例:方法1:幾何意義方法2:去絕對值方法3:函數(shù)的觀點190解不等式
191課堂小結(jié):(1)數(shù)學(xué)知識:常見的絕對值不等式的解法(2)數(shù)學(xué)思想分類討論的思想整體的思想轉(zhuǎn)化的思想192同學(xué)們再見!193
引例:某電機廠承擔(dān)一項任務(wù),為自來水廠加工一種圓形管道,管道直徑設(shè)計為50毫米,由于實際加工過程中存在誤差,規(guī)定成品管道實際直徑與設(shè)計值相差不能超過1毫米,否則為次品,設(shè)成品管道的實際半徑x毫米,那么x應(yīng)該滿足什么條件?解:由題意成品管道的直徑為2x毫米由絕對值的意義可知,結(jié)果也可表示為:|2x-50|≦1050194解不等式:|x-1|>|x-3|方法一方法二方法三反思評價我們的解題方法:195解:因為|x-1|>|x-3|
所以兩邊平方可以等價轉(zhuǎn)化為
(x-1)2>(x-3)2
化簡整理:x>2平方法:注意兩邊都為非負數(shù)|a|>|b|依據(jù):a2>b2196解:如圖,設(shè)“1”對A,“3”對應(yīng)B,“X”對應(yīng)M(不確定的),即為動點。|x-1|>|3-x|由絕對值的幾何意義可知:|x-1|=MA|x-3|=MB0132AB幾何的意義為MA>MB,197分類討論:分析:兩個|x-1|、|x-3|要討論,按照絕對值里面的代數(shù)式符號進行討論。可以借助數(shù)軸分類。解:使|x-1|=0,|x-3|=0,未知數(shù)x的值為1和30131、當(dāng)x≧3時,原不等式可以去絕對值符號化為:x-1>x-3解集為R,與前提取交集,所以x≧3;2、當(dāng)1≦x<3時,同樣的方法可以解得2<x<33.當(dāng)x<1時,x無解找零點分段討論綜合
綜合有:x>2198書山有路勤為徑,學(xué)海無崖苦作舟少小不學(xué)習(xí),老來徒傷悲成功=艱苦的勞動+正確的方法+少談空話天才就是百分之一的靈感,百分之九十九的汗水!天才在于勤奮,努力才能成功!27七月2023絕對值三角不等式199(一)絕對值的定義:
對任意實數(shù)a,
復(fù)習(xí)200問題我們已學(xué)過積商絕對值的性質(zhì),哪位同學(xué)能回答?或.當(dāng)時,有:201
(二)絕對值的幾何意義:
實數(shù)a的絕對值|a|,表示數(shù)軸上坐標為a的點A到原點的距離(圖1)。
如:|-3|或|3|在數(shù)軸上分別等于點A或點B到坐標原點的距離。|a|OAx202
由絕對值的幾何意義可知,A、B之間的點與坐標原點的距離小于3,可表示為:
即實數(shù)x對應(yīng)的點到坐標原點的距離小于3203
同理,與原點距離大于3的點對應(yīng)的實數(shù)可表示為:
如圖204
設(shè)a,b是任意兩個實數(shù),那么|a-b|
的幾何意義是什么?x|a-b|abAB205探究
用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄔ跀?shù)軸上把|a|,|b|,|a+b|表示出來,你能發(fā)現(xiàn)它們之間有何關(guān)系?
定理1
如果a,b是實數(shù),則
|a+b|≤|a|+|b|,當(dāng)且僅當(dāng)ab≥0時,等號成立。絕對值三角不等式206
如果把定理1中的實數(shù)a,b分別換為向量,能得出什么結(jié)論?你能解釋其幾何意義嗎?探究?(1)當(dāng)不共線時有(2)當(dāng)共線且同向時有絕對值三角不等式207如何證明定理1?探究
你能根據(jù)定理1的研究思路,探究一下|a|,|b|,|a+b|,|a-b|之間的其它關(guān)系嗎?|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|結(jié)論:208注意:1
左邊可以“加強”同樣成立,即
2
這個不等式俗稱“三角不等式”——三角形中兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊3
同號時右邊取“=”,
異號時左邊取“=”推論1:
推論2:
證明:在定理中以
即:
209定理探索當(dāng)時,顯然成立,當(dāng)時,要證只要證,即證而顯然成立.
從而證得.
210定理探索還有別的證法嗎?
由與,得.用可得什么結(jié)論?當(dāng)我們把看作一個整體時,上式逆211定理探索證明嗎?能用已學(xué)過得的可以表示為
即即.就是含有絕對值不等式的重要定理,
212例題求證.例2
已知,證明:213例題例3
求證.證明:在時,顯然成立.當(dāng)時,左邊
214練習(xí)②已知求證.1.①已知,求證.②
.①;2.已知,求證:215216217①②由①,②,③得,③218課堂練習(xí):219作業(yè)P20:1,2,3,4,220定理2
如果a,b,c是實數(shù),那么當(dāng)且僅當(dāng)(a-b)(b-c)≥0時,等號成立你能給出定理2的幾何解釋嗎?如何證明定理2?推論:221絕對值三角不等式222絕對值的幾何意義|a|=|a|AaOx|a-b|AaBxb幾何意義:表示數(shù)軸上坐標為a的點A到原點的距離.|a-b|=幾何意義:表示數(shù)軸上實數(shù)a,b對應(yīng)的點A,B之間的距離,即線段AB的長度223思考?類比不等式基本性質(zhì)的得出過程,同學(xué)們認為可以怎樣提出關(guān)于絕對值不等式性質(zhì)的猜想?從“運算”的角度考察絕對值不等式。如:對于實數(shù)a,b,可以考察|a|,|b|,|a+b|,|a-b|,|a|+|b|,|a|-|b|等之間的關(guān)系。224探究?用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄔ跀?shù)軸上把|a|,|b|,|a+b|表示出來,同學(xué)們觀察能發(fā)現(xiàn)它們之間有什么關(guān)系?xOaba+bxOaba+bxOaba+bxOaba+bab>0ab<0225(1)當(dāng)ab>0時,xOaba+bxOaba+ba>0,b>0a<0,b<0由圖可得:|a+b|=|a|+|b|(2)當(dāng)ab<0時xOaba+bxOaba+ba>0,b<0a<0,b>0|a+b|<|a|+|b||a+b|<|a|+|b|(3)如果ab=0,則a=0或b=0易得:|a+b|=|a|+|b|綜上所述,可得:226建立模型定理1:
如果a,b是實數(shù),則|a+b||a|+|b|當(dāng)且僅當(dāng)ab0時,等號成立.引申與思考?如果把定理1中的實數(shù)a,b分別換為向量,能得出什么結(jié)果?227當(dāng)向量共線呢?定理1的幾何意義xyO在不等式|a+b||a|+|b|中,當(dāng)向量不共線時,則由向量加法的三角形法則,用向量分別替換實數(shù)a,b,向量
構(gòu)成三角形,故可得向量形式的不等式:|a+b|<|a|+|b|故該定理的幾何意義為:三角形的兩邊之和大于第三邊.絕對值三角不等式228證明絕對值三角不等式:|a+b||a|+|b|證明:當(dāng)ab0時,ab=|ab||a+b|229證明當(dāng)ab<0時,ab=-|ab||a+b|故|a+b||a|+|b|當(dāng)且僅當(dāng)ab0時,等號成立.230應(yīng)用與拓展同學(xué)們能再探究一下|a|-|b|與|a+b|,|a|+|b|與|a-b|,|a|-|b|與|a-b|等之間的關(guān)系?如:如果a,b是實數(shù),則|a|-|b||a-b||a|+|b|再如:如果a,b,c是實數(shù),則|a-c||a-b|+|b-c|當(dāng)且僅當(dāng)(a-b)(b-c)0時,等號成立.231建立模型定理2:如果a,b,c是實數(shù),則|a-c||a-b|+|b-c|當(dāng)且僅當(dāng)(a-b)(b-c)0時,等號成立.分析:由于a-c,a-b與b-c都是實數(shù),且a-c=(a-b)+(b-c)證明:根據(jù)定理1,有:|a-c|=|(a-b)+(b-c)||a-b|+|b-c|當(dāng)且僅當(dāng)(a-b)(b-c)0時,等號成立.則可使用定理1的結(jié)論進行證明.232定理2的幾何意義xabcABCxbcaABCxacbABC在數(shù)軸上,a,b,c所對應(yīng)的點分別為A,B,C,(1)當(dāng)點B在點A,C之間時,|a-c|=|a-b|+|b-c|(2)當(dāng)點B在點A,C之外時,|a-c|<|a-b|+|b-c|233典例分析例:已知>0|x-a|<|y-b|<,求證:|2x+3y-2a-3b|<5證明:|2x+3y-2a-3b|=|(2x-2a)+(3y-3b)||2(x-a)|+|3(y-b)|=2|x-a|+3|y-b|<2+3=5故|2x+3y-2a-3b|<5234典例分析例:兩個施工隊分別被安排在公路沿線的兩個地點施工,這兩個地點分別位于公路路牌的第10km和第20km處.現(xiàn)要在公路沿線建兩個施工隊的共同臨時生活區(qū),每個施工隊每天在生活區(qū)和施工地點之間往返一次,要使兩個施工隊每天往返的路程之和最小,生活區(qū)應(yīng)該建于何處?235典例分析分析:如果生活區(qū)建于公路路碑的第xkm處,兩個施工隊每天往返的路程之和為S(x)km.那么S(x)=2(|x-10|+|x-20|)故實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題:當(dāng)x取何值時,函數(shù)S(x)=2(|x-10|+|x-20|)取得最小值.解:設(shè)生活區(qū)應(yīng)該建于公路路碑的第xkm處,兩個施工隊每天往返的路程之和為S(x)km,則:S(x)=2(|x-10|+|x-20|)236S(x)=2(|x-10|+|x-20|)我們先來考察它的圖像:S(x)=2(|x-10|+|x-20|)=OxS102030204060S(x)=2(|x-10|+|x-20|)60-4x0<x102010<x204x-60x>20237S(x)=2(|x-10|+|x-20|)|x-10|+|x-20|=|x-10|+|20-x||(x-10)+(20-x)|=10當(dāng)且僅當(dāng)(x-10)(20-x)0時取等號.又解不等式:(x-10)(20-x)0得:10x20故當(dāng)10x20時,函數(shù)S(x)=2(|x-10|+|x-20|)取最小值20.OxS102030204060S(x)=2(|x-10|+|x-20|)238
[系列4
]
絕對值三角不等式
Oxy239創(chuàng)設(shè)情境在數(shù)軸上,你能指出實數(shù)a的絕對值的幾何意義嗎?0axA它表示數(shù)軸上坐標為a的點A到原點的距離那么,的幾何意義呢?abxBA數(shù)軸上A,B兩點之間的距離O-bB240探究設(shè)a,b為實數(shù),你能比較之間的大小關(guān)系嗎?當(dāng)ab>0時,當(dāng)ab<0時,當(dāng)ab=0時,你能將上述情況綜合起來嗎?241定理1如果a,b是實數(shù),則當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立。如果把定理1中的實數(shù)a,b分別換為向量,能得出什么結(jié)果?你能解釋它的幾何意義嗎?242遷移類比當(dāng)向量不共線時,Oxy當(dāng)向量共線時,同向:反向:243向量形式的不等式當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立。由于定理1與三角形之間的這種聯(lián)系,我們稱其中的不等式為絕對值三角不等式。與同向244知識推廣
如果將定理1中的實數(shù)a,b改為復(fù)數(shù),不等式仍成立嗎?245練習(xí)1、如果a,b,c是實數(shù),證明當(dāng)且僅當(dāng)________________時,等號成立。2、如果a,b是實數(shù),你能比較的
大小嗎?并說明理由。當(dāng)且僅當(dāng)__________________時,等號成立。246定理1的完善如果a,b是實數(shù),則當(dāng)且僅當(dāng)時,左邊等號成立;當(dāng)且僅當(dāng)_________時,右邊等號成立。小結(jié)247請你診斷學(xué)完定理1后,小明和小紅分別提出了新見解。小明認為,如果a,b,c是實數(shù),則小紅認為,如果a,b是實數(shù),則如果你是老師,你能幫他們評判一下嗎?248小結(jié)1、的幾何意義;2、定理1:如果a,b是實數(shù),則當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立。(向量形式、復(fù)數(shù)形式)3、定理1的完善:4、推論:(定理1的變形)(定理1的推廣)249作業(yè):1、求證:(1)(2)2、求證:(1)(2)250知識應(yīng)用:例1已知求證練習(xí):設(shè)求證:251例2兩個施工隊分別被安排在公路沿線的兩個地點施工,這兩個地點分別位于公路路牌的第10km和第20km處。現(xiàn)要在公路沿線建兩個施工隊的共同臨時生活區(qū),每個施工隊每天在生活區(qū)和施工地點之間往返一次。要使兩個施工隊每天往返的路程之和最小,生活區(qū)應(yīng)該建于何處?分析:如果生活區(qū)建于公路路牌的第xkm處,兩個施工隊每天往返的路程之和為S(x)km,那么于是,上面的問題就化歸為數(shù)學(xué)問題:當(dāng)x取何值時,函數(shù)取得最小
值。這個問題可以應(yīng)用絕對值不等式的性質(zhì)來解。252解:設(shè)生活區(qū)應(yīng)該建于公路路牌的第xkm處,兩個施工隊每天往返的路程之和為S(x)km,則因為當(dāng)且僅當(dāng)時取等號。解得所以,生活區(qū)建于兩個施工地點之間的任何一個位置時,都能使兩個施工隊每天往返的路程之和最小。253254書山有路勤為徑,學(xué)海無崖苦作舟少小不學(xué)習(xí),老來徒傷悲成功=艱苦的勞動+正確的方法+少談空話天才就是百分之一的靈感,百分之九十九的汗水!天才在于勤奮,努力才能成功!6.3不等式的證明(1)2556.3不等式的證明(1)
___比較法
根據(jù)前一節(jié)學(xué)過的知識,我們?nèi)绾斡脤崝?shù)運算來比較兩個實數(shù)與的大小?ab>0a>b,ab<0a<b,ab=0a=b256
比較法是證明不等式的一種最基本、最重要的一種方法,用比較法證明不等式的步驟是:作差—變形—判斷符號—下結(jié)論。作商—變形—與1比較大小---下結(jié)論。要靈活掌握配方法和通分法對差式進行恒等變形。2576.3不等式的證明(1)--比較法例1.求證:
證:∵
≥1.變形的目的全在于判斷差的符號,而不必考慮差的值是多少。至于怎樣變形,要靈活處理。2.本題的變形方法——配方法258例2.已知都是正數(shù),并且求證證明:∵都是正數(shù),
并且
即:
1.本題變形的方法—通分法2.本題的結(jié)論反映了分式的一個性質(zhì):若都是正數(shù),當(dāng)時,當(dāng)時,259例3.已知都是正數(shù),并且
,
求證:
證明:∵
都是正數(shù),∴
又∵即:本題變形的方法—因式分解法260例4261例5.甲、乙兩人同時同地沿同一線路走到同一地點。甲有一半時間以速度m行走,另一半時間以速度n行走;乙有一半路程以速度m行走,另一半路程以速度n行走。如果m≠n,問甲、乙兩人誰先到達指定地點。解:設(shè)從出發(fā)地點至指定地點的路程是S,甲、乙兩人走完這段路程所用的時間分別為t1,t2,依題意有其中S,m,n都是正數(shù),且m≠n,于是t1-t2<0從而可知甲比乙首先到達指定地點。即262小結(jié):作差比較法是證明不等式的一種最基本、最重要的一種方法,用比較法證明不等式的步驟是:作差—變形—判斷符號—下結(jié)論。要靈活掌握配方法和通分法對差式進行恒等變形。263書山有路勤為徑,學(xué)海無崖苦作舟少小不學(xué)習(xí),老來徒傷悲成功=艱苦的勞動+正確的方法+少談空話天才就是百分之一的靈感,百分之九十九的汗水!天才在于勤奮,努力才能成功!6.3不等式的證明(3)264復(fù)習(xí):比較法是證明不等式的一種最基本、最重要的方法,用比較法證明不等式的步驟是:作差—變形—定符號---下結(jié)論要靈活掌握配方法和通分法對差式進行恒等變形。265復(fù)習(xí):綜合法
利用已經(jīng)證明過的不等式(例如算術(shù)平均數(shù)與幾何平均數(shù)的定理)和不等式的性質(zhì)推導(dǎo)出所要證明的不等式成立,這種證明方法叫做綜合法.
綜合法的思路是“由因?qū)Ч?、已知未知,即從已知出發(fā),不斷地用必要條件來代替前面的不等式,直到推導(dǎo)出要證明的不等式。
綜合法的思路是
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