1、2.3平均值不等式(选学)学习目标:1.了解算术平均,几何平均,调和平均的概念.2.理解定理的意义及作用,了解定理的推证过程.3.能够灵活应用定理证明求解一些简单问题教材整理平均值不等式1(平均值不等式)设a1,a2,an为n个正数,则,等号成立a1a2an.(推论1)设a1,a2,an为n个正数,且a1a2an1,则a1a2ann,且等号成立a1a2an1.当n3时,这个结论的几何解释是:如果一个长方体的体积为1,则当它是正方体时,其棱长之和最小(推论2)设C为常数,且a1,a2,an为n个正数,则当a1a2annC时,a1a2anCn,且等号成立a1a2an.当n3时,这个定理的一个几何解
2、释是:所有棱长之和相同的长方体中,正方体有最大的体积2任意给定n个正数,先求它们倒数的平均,然后再作这个平均值的倒数,称其为a1,a2,an的调和平均(定理2)设a1,a2,an为n个正数,则,等号成立a1a2an.3(定理3)设a1,a2,an为正数,则,等号成立a1a2an.(推论3)设a1,a2,an为n个正数,则(a1a2an)n2.1设x,y,z为正数,且xyz6,则lg xlg ylg z的取值范围是()A(,lg 6B(,3lg 2Clg 6,) D3lg 2,)解析x,y,z为正数,xyz23.lg xlg ylg zlg xyzlg 233lg 2,当且仅当xyz2时,等号成
3、立答案B2若a,b,c,d为正数,则的最小值为_.解析由平均值不等式可得,4 4,当且仅当abcd时,等号成立答案4利用平均值不等式求最值【例1】求函数y(x217)的最大值精彩点拨根据函数的结构,采用平均值不等式求其最值自主解答根据平均值不等式(79x2)3 3,即y2623.当且仅当79x2,即x2时等号成立这时ymax.利用平均值不等式求函数最值时,一要注意函数结构的配凑,二要注意等号成立的条件1已知x,y,z且xyz3,求y的最大值解.xyz3,3,3.故ymax3.利用平均值不等式证明不等式【例2】若x0,求证:.精彩点拨由于不等式右边为 ,故将左边拆项,利用不等式证明自主解答1即原
4、不等式成立在利用平均值不等式证明不等式时,应根据不等式的特点选择相应公式,有时需要对一边进行分拆、配凑;若两次使用平均值不等式,还要注意等号能否同时成立2设a,b,c为正数,求证:(abc).证明(ab)(bc)(ca)3,3 ,(ab)(bc)(ca)33 ,即2(abc)9,(abc).平均值不等式的类型与应用条件探究问题试比较n个正数的算术平均,几何平均,调和平均,平方平均四者的大小关系提示在课本中已讲过n个正数a1,a2,an的算术平均和几何平均分别是An和Gn.此外,还有调和平均(在光学及电路分析中用到)Hn.平方平均(在统计学及误差分析中用到)Qn.这四个平均值有以下关系:HnGn
5、AnQn.其中等号成立的充要条件都是a1a2an.【例3】设x1,x2,x3为正数,证明:.精彩点拨不等式左右两边均为和式形式,要想应用均值不等式证明,必须对一边式子进行变形自主解答1,1,1,1.上述不等式中,当且仅当x1x2x3时取“”号得13333,.在应用平均值不等式解题时,有时需要将平均值不等式变形,如可变为1.3已知a,b,c为正整数,且bca,cab,abc.求证:1.证明1.即原不等式成立1设a1,a2,an为正数,P,Q,则P,Q间的大小关系为()APQBPQCP0时,y3x的最小值为()AB3C D4解析y3x3 3 .当且仅当x,即x时,等号成立答案A4已知x,y,z为正数,且2x3y5z6,则xyz的最大值为_解析x,y,z为正数,xyz2x3y5z.当且仅当2x3y5z,即x1,y,z时等号成立答案5证明:设n为正整数,则n(n1)11.证明原不等式等价于:(n1)(n1),原不等式成立