2022年高中数学 第三讲《柯西不等式与排序不等式》教案（1） 新人教版选修4-5

2022年高中数学 第三讲柯西不等式与排序不等式教案（1） 新人教版选修4-5教学要求：认识二维柯西不等式的几种形式，理解它们的几何意义， 并会证明二维柯西不等式及向量形式. 教学重点：会证明二维柯西不等式及三角不等式.教学难点：理解几何意义.教学过程：一、复习准备：1. 提问： 二元均值不等式有哪几种形式？答案：及几种变式.2. 练习：已知a、b、c、d为实数，求证 证法：（比较法）=.=二、讲授新课：1. 教学柯西不等式： 提出定理1：若a、b、c、d为实数，则. 即二维形式的柯西不等式 什么时候取等号？ 讨论：二维形式的柯西不等式的其它证明方法？ 证法二：（综合法） . （要点：展开配方） 证法三：（向量法）设向量，则，. ，且，则. . 证法四：（函数法）设，则0恒成立. 0，即. 讨论：二维形式的柯西不等式的一些变式？ 变式： 或 或. 提出定理2：设是两个向量，则. 即柯西不等式的向量形式（由向量法提出 ） 讨论：上面时候等号成立？（是零向量，或者共线） 练习：已知a、b、c、d为实数，求证. 证法：（分析法）平方 应用柯西不等式 讨论：其几何意义？（构造三角形）2. 教学三角不等式： 出示定理3：设，则.分析其几何意义 如何利用柯西不等式证明 变式：若，则结合以上几何意义，可得到怎样的三角不等式？ 3. 小结：二维柯西不等式的代数形式、向量形式；三角不等式的两种形式（两点、三点）三、巩固练习：1. 练习：试写出三维形式的柯西不等式和三角不等式 2. 作业：教材P37 4、5题.第二课时 3.1 二维形式的柯西不等式（二）教学要求：会利用二维柯西不等式及三角不等式解决问题，体会运用经典不等式的一般方法发现具体问题与经典不等式之间的关系，经过适当变形，依据经典不等式得到不等关系.教学重点：利用二维柯西不等式解决问题.教学难点：如何变形，套用已知不等式的形式.教学过程：一、复习准备：1. 提问：二维形式的柯西不等式、三角不等式？ 几何意义？ 答案：；2. 讨论：如何将二维形式的柯西不等式、三角不等式，拓广到三维、四维？3. 如何利用二维柯西不等式求函数的最大值? 要点：利用变式.二、讲授新课：1. 教学最大（小）值： 出示例1：求函数的最大值？ 分析：如何变形？ 构造柯西不等式的形式 板演 变式： 推广： 练习：已知，求的最小值. 解答要点：（凑配法）. 讨论：其它方法 （数形结合法）2. 教学不等式的证明： 出示例2：若，求证：.分析：如何变形后利用柯西不等式？ （注意对比 构造） 要点： 讨论：其它证法（利用基本不等式） 练习：已知、，求证：.3. 练习： 已知，且，则的最小值. 要点：. 其它证法 若，且，求的最小值. （要点：利用三维柯西不等式）变式：若，且，求的最大值.3. 小结：比较柯西不等式的形式，将目标式进行变形，注意凑配、构造等技巧.三、巩固练习：1. 练习：教材P37 8、9题 2. 作业：教材P37 1、6、7题第三课时 3.2 一般形式的柯西不等式教学要求：认识一般形式的柯西不等式，会用函数思想方法证明一般形式的柯西不等式，并应用其解决一些不等式的问题.教学重点：会证明一般形式的柯西不等式，并能应用.教学难点：理解证明中的函数思想.教学过程：一、复习准备：1. 练习： 2. 提问：二维形式的柯西不等式？如何将二维形式的柯西不等式拓广到三维？ 答案：；二、讲授新课：1. 教学一般形式的柯西不等式： 提问：由平面向量的柯西不等式，如果得到空间向量的柯西不等式及代数形式？ 猜想：n维向量的坐标？n维向量的柯西不等式及代数形式？ 结论：设，则 讨论：什么时候取等号？（当且仅当时取等号，假设）联想：设，则有，可联想到一些什么？ 讨论：如何构造二次函数证明n维形式的柯西不等式？ （注意分类）要点：令 ，则.又，从而结合二次函数的图像可知，0即有要证明的结论成立. （注意：分析什么时候等号成立.） 变式：. （讨论如何证明）2. 教学柯西不等式的应用： 出示例1：已知，求的最小值. 分析：如何变形后构造柯西不等式？ 板演 变式： 练习：若，且，求的最小值. 出示例2：若，求证：. 要点：3. 小结：柯西不等式的一般形式及应用；等号成立的条件；根据结构特点构造证明.三、巩固练习：1. 练习：教材P41 4题 2. 作业：教材P41 5、6题第四课时 3.3 排序不等式教学要求：了解排序不等式的基本形式，会运用排序不等式分析解决一些简单问题，体会运用经典不等式的一般方法.教学重点：应用排序不等式证明不等式.教学难点：排序不等式的证明思路.教学过程：一、复习准备：1. 提问： 前面所学习的一些经典不等式？ （柯西不等式、三角不等式）2. 举例：说说两类经典不等式的应用实例.二、讲授新课：1. 教学排序不等式： 看书：P42P44. 提出排序不等式（即排序原理）：设有两个有序实数组:;.是，的任一排列,则有 + (同序和)+ (乱序和)+ (反序和) 当且仅当=或=时，反序和等于同序和. （要点：理解其思想，记住其形式）2. 教学排序不等式的应用： 出示例1：设是n个互不相同的正整数，求证：. 分析：如何构造有序排列？ 如何运用套用排序不等式？ 证明过程： 设是的一个排列，且，则. 又，由排序不等式，得 小结：分析目标，构造有序排列. 练习：已知为正数，求证：. 解答要点：由对称性，假设，则，于是 ， 两式相加即得.3. 小结：排序不等式的基本形式.三、巩固练习：1. 练习：教材P45 1题2. 作业：教材P45 3、4题