《二维形式的柯西不等式》教案1
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约1450字。
课 题:§3.1二维形式的柯西不等式
教学目标: 1、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.
2、通过对二维的柯西不等式的探究、思考和讨论,使学生从数形两方面认识定理1和定理2的等价关系,体会数形结合的数学思考方法.
3、通过观察、思考引出二维形式的三角不等式,并能用代数方法证明.
4、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:会证明二维柯西不等式及三角不等式,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、创设情境:
1、有些不等式不仅形式优美而且具有重要的应用价值,人们称它们为经典不等式.
如均值不等式: .
本节,我们来学习数学上两个有名的经典不等式:柯西不等式与排序不等式,知道它的意义、背景、证明方法及其应用,感受数学的美妙,提高数学素养.
2、练习:已知a、b、c、d为实数,求证:
证明:(比较法) =….=
二、讲授新课:
1. 柯西不等式:
① 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?
定理1:(二维形式的柯西不等式)若 都是实数,则 ,当且仅当 时,等号成立。
② 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…..
③ 讨论:二维形式的柯西不等式的一些变式?等号成立的条件是什么?
⑴若 都是实数,则 .当且仅当 时,等号成立.
⑵若 都是实数,则 .当且仅当 时,等号成立.
⑶ .
④ 提出定理2:设 是两个向量,则 .即柯西不等式的向量形式
→ 讨论:上面时候等号成立?( 是零向量,或者 共线)
定理2:(柯西不等式的向量形式)若 是两个向量,则 .当且仅当 是零向量或存在实数 ,使 时,等号成立.
探究:试从不等式① 推导不等式② ,再进行反方向的推导,从数形结合的角度体会两者的等价关系。(课后思考)
2. 三角不等式:
探究:阅读课本第33页观察内容.进而发现:
定理3(二维形式的三角不等式):设 ,那么
.当且仅当 时,等号成立.
讨论:其几何意义?(构造三角形) →如何从代数的角度证明这个不等式?如何利用
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