基本不等式到底怎么复习?为什么我的老师还没怎么复习,就直接跳过了? 为什么老师说基本不等式的应用很容易?是真的容易吗? 前几天就有同学说,老师把“基本不等式”好像直接跳过了,原因据说是因为比较容易。 嗯,就是说很容易…… 我听了,就只能表示“呵呵”了。 基本不等式,真的很容易的么? 反正我所了解的,很多同学在遇到要用它的时候,总觉得不是那么顺利的。 可是,高考和模考,却又经常出现它的影子。 所以今天,特别想说说我的“基本不等式”课堂。 希望有机会阅读此文的同学能有所受益,更希望阅读此文的专家或同行者,能谈谈自己的看法,不吝指教。 还是照例,先看下课堂的基本流程吧。 其实,基本不等式的出处是极简单的,就是平方数具备的非负性嘛。 也就是初中教材所说的: 可是,能用代数的方法把它抽象出来,作为一个重要结论,并成为以后求函数最值和证明不等式的重要依据,却是非常的了不起。 基本不等式可以描述为: 两个正实数的算术平均数 不小于它们的几何平均数 第一张PPT的主要目的,不仅是对基本不等式知识点本身的复习,同时通过从各个不同的角度对不等式作全面的介绍,以期让学生对基本不等式的认识再提高。 公式作用:求最值(注意最值方向) 积定和小、和定积大; 使用条件:一正、二定、三相等; 常用技巧:配凑法、常数替换法、 换元法、消元思想; 可以推广:n个正实数的算术平均数不小于它们的几何平均数; 两个特例: 相信你会有更好的收获的。 这种变形,我称之为“部分因式分解”,我认为是很重要和常见的一种变形。 所以关于变式,除了最常用的消元法凑“”整式+分式“的结构之外”,我还采取了通过因式分解,直接凑定积的思路: 所以,遇到和的最小值模型,是可以优先考虑下,能否凑成积为定值的。 如果可以,方法一定最佳。 如果是求最大值,最好的当然是和定积大了。 熟悉基本不等式的人,遇到求最大值的问题,都会下意识地问一下做题的自己,能不能凑出个积定的呢? 显然,例4和变式1,就可以很方便地去配凑了。 不过对于“变式2”,还会涉及到高次代数式的因式分解问题,要用到观察法和待定系数法哦。 哈哈,学过了导数的同学,是不是对这种思路比较惊讶了呢? 确实,导数那么牛叉的东西,也只有在遇到更复杂的函数时,才会用它的吧? 在这里,显然就有点,大材小用了。 凑形式,主要是从条件和结论的形式结构上着手观察的。 如果条件等式就能够凑出结论中的代数式,直接利用起来,又何乐而不为呢。 所以,上一页变式中的条件,根据新的目标,我又做了再思考。 当然,这个例6的处理,还最适合用判别式法的,但还是留作读者自己体验吧。 例7的处理,除了凑结论中的形式之外,更重要的是将方法过渡到了常数替换法。 因为常数替换,在基本不等式里也实在是太常见和重要了。 另外一个原因,便是猜想,会不会有同学采取下面的思路呢? 看看,一切过程都是那么的完美和自然,但结果却不一致了! 过程中,貌似也没有太大的毛病的吧? 那问题到底出在哪了呢? 嗯,原来在一个式子中,重复使用基本不等式时,取等的条件是一定要保持一致的。 看来,问题肯定是出在这儿了的。 两次使用了基本不等式,两次都对取等的条件做了限制。 谁又能保证两次取等的条件是完全一致的呢? 所以,用基本不等式求最值,检验的步骤很重要,相当重要! 而且如果是解答题,你还应该写出来,让别人知道你真的做过检验,而不仅仅是凑巧。 只是前面,因为自己的自信,所以都舍去了这个步骤了。 前面就用到了常替换。 确实,常数替换恐怕是我们最熟悉的,使用基本不等式的方法了。 但为了规范下常数替换的过程,我还是搞了个解法赏析。 只不过,这是个错误示例哦! 原因还是和前面一样,一个式子中同时用了两次基本不等式。 取等条件是不是要检验一下的呢! 其实,常数替换写起来也是非常便捷的: 除了这种可以真的替换的情形,更多的时候,可能还需要我们稍微的做一下结构上的小变形的。 所以,便有了例10及其三个变式的练习。 从结构形式上来看,是不是有一个明显的,结构上逐渐加强的过程。 特地写了两种不同的替换方式,反正我是更偏向于喜欢第二种的,总觉得它写起来会更顺手。 从上现的解题思路不难看出,最初的那个常数替换的题是最重要的,后面的题,主要的思路不就是转化为最初的样子的么。 记住典型题,理解典型的思路,并将其作为经验留存在心里,以后遇到类似的,才会游刃有余的。 你看,将分母二项式用一个字母表示后,是不是一下子,就有一种拨云见日的感觉了呢? 以后遇到分式分母过于烦琐的时候,你也可以试着做一下这样的换元,也许突然就柳暗花明了。 看看,一样的换了元,只是这个更加直白点,直接令待求式为t了。 如果条件等式是二次式,倒是有点“判别式法”的影子。 其实,这也算是比较好的经验了:当你对要求的代数式别无他法时,可以试着进行类似的换元,将代数式变成等式,求最值问题也就自然而然地变成方程组有解的问题了。 解方程的问题,靶向性就更明确些。 这个变式题,就有人自以为聪明地这样子处理: 就问你服不服? 可是细究下,验证了取等的条件就会发现,矛盾了…… 所以,还是换个元试试吧: 轮换对称,肯定是有很多同学听说过的。 无论是作为基本不等式的一个好朋友,还是应试的一个小技巧,我觉得都还是应该认真介绍下的。 当然要交待下什么叫对称或轮换对称式的了。 简单地说:如果交换式子中的任意两个字母,式子不变。那么这样的式子就可以称之为轮换对称式了。 就像例13中,a和b做个互换看看,无论是条件式或结论式,都没有发生任何的变化。 也就是说,题中的条件和结论对是轮换对称式。 特别地,式中只有两个字母时,可以称之为对称式的。 对于这种轮换对称式甚至对称式,求最值时有没有不一样的感觉? 嗯,都说“特殊情况取最值”的,当然是a=b时能够取得最值的了。 有人把这种想法叫“地位等价法”,认真想想,真的是有道理的。 所以这题我就很开心地这样思考了: 为了消除学生的疑虑,我还特地做了下验证。 当然就是用最基本的方法了,甚至连基本不等式都没用: 看看,结果一样的,现在该没有问题了吧。 所以下面的例14及其变式,就很开心了。 个人认为例15的给出是非常好的,你看,很多同学根据前面的经验,就很自然地这样子做了: 可是,用常规方法验证了下,竟然发现了一个bug! 答案不一样了,但这个又显然是对的。 嗯?为什么呢?难道轮换对称式中的“地位等价法”也会失效的么? 认真比较了下例13: 终于发现它们之间的区别: 例13中条件和结论都是齐次式, 而例15中的结论并非是齐次式。 所以,以后遇到轮换式,还是要区分清楚齐次和非齐次的,齐次轮换对称使用“地位等价法”应该没有问题,而非齐次式就未必了。 我又试着写了个题: 用地位等价法,显然结果应该为9/4. 但如果认真推演,就会发现: 结果又小了点,但显然是可以取到这个最小值的。 问题出在哪呢?当然可以归结为结论式并非是齐次式的原因了。 又很认真的查看了下前面的轮换对称,发现 也是非齐次的,但很耐心地试着正规的解了下,却发现: 结果竟然是对的。 按照齐次轮换的特征,下面的局部轮换对称式,就不难理解了。 当然,要在确定了齐次式后才能使用哦。 最后一页写了个基本不等式链。 确实,这个基本不等式链是很重要的。 不过在基本不等式中,毕竟也只是配角,而且利用它们求最值时,基本思路和基本不等式应该是相似的。 所以,只说知识点,不做详细应用上的介绍了。 |
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