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1、 蘇教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書數(shù)學(xué) 必修5
§3.4 基本不等式(第一課時)
江蘇省西亭高級中學(xué) 王小亮
【教學(xué)目標(biāo)】
知識目標(biāo):
(1)探索并了解基本不等式,通過基本不等式的多種不同表征形式,揭示公式本質(zhì).
(2)通過基本不等式的證明過程,了解演繹證明的三種常用方法,即比較法、分析法、綜合法,并能運用三種方法證明簡單的數(shù)學(xué)命題.
(3)通過“整體代換”基本不等式,得出其它不等式,并會用基本不等式來證明不等式.
過程與方法:
(1)通過圖形得出不等式,并結(jié)合代數(shù)方法來進行嚴(yán)格證明,在得出基本不等式的探索過程中,強化數(shù)形結(jié)合
2、思想,體會由感性上升到理性的思維過程.
(2)在利用基本不等式變形形式結(jié)論的過程中,通過整體代換,先編題后解題,且由簡單的代換和配湊后的代換,體會不等式的產(chǎn)生,發(fā)展過程,體會數(shù)學(xué)的靈活變化特點,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力.
情感、態(tài)度與價值觀:
1. 通過本節(jié)的學(xué)習(xí),認(rèn)識相等和不等的辯證關(guān)系,“不等”是普遍的,絕對的,而“相等”是局部的,相對的.
2.通過學(xué)生的親身編題,讓其它同學(xué)證明,引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)學(xué)生分析、探究的學(xué)習(xí)態(tài)度.
教學(xué)重點:基本不等式及利用基本不等式證明不等式.
教學(xué)難點:不等式的證明方法.
【學(xué)法與教學(xué)用具】
1. 學(xué)法:自主探究、合作交流、共同總結(jié)、自主運
3、用。
2.學(xué)法指導(dǎo):主要讓學(xué)生動手實踐,課上盡可能多地讓他們探究,教師只是加以點撥;發(fā)現(xiàn),證明過程基本以學(xué)生為主,其中分析法,綜合法的介紹以及知識的建構(gòu)是以教師引導(dǎo)為主,在新知運用模塊也是堅持學(xué)生為主體,適當(dāng)?shù)臅r候加以引導(dǎo),通過“編題-變題-解題”的方式呈現(xiàn),并體驗探究、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的樂趣.
3.教法:開放式探究、啟發(fā)式引導(dǎo)、互動式討論.
4.教學(xué)用具:多媒體
【教學(xué)過程】
一、 情境設(shè)置,提出問題
師:在現(xiàn)實生活中,有很多相等和不等的關(guān)系,數(shù)學(xué)中同樣存在,例如“三角形中內(nèi)角和等于180°,兩邊之和大于第三邊”等等,今天,這堂課我們繼續(xù)來探究數(shù)學(xué)中的相等和不等關(guān)系.數(shù)學(xué)源于生活,
4、首先一起來探究實際生活中的實際問題:
問題1:某半圓拱梁示意圖如圖所示,半圓拱梁由豎直方向支柱支撐,現(xiàn)有一根嚴(yán)重破損需要更換,在測得到直徑兩端的水平距離分別為20m,80m的條件下,如何合理推算出該支柱的高度?(討論交流解決方案,無需給出結(jié)果)
A
B
H
C
圖2
圖1
生:暢所欲言,羅列以下方法:建系,補全圓(相交弦定理),構(gòu)造直角三角形(三角形相似,射影定
5、理)
師:推廣到一般情況:
問題2:如圖2 ,設(shè),則________,半徑=________.
生:,
問題3:能否比較這兩個量的大?。?
師:當(dāng)時,-------8分鐘.
過渡語:剛剛我們從幾何圖形的角度得到當(dāng)時,.,而數(shù)學(xué)最讓人崇拜的就是其理性精神,所以我們不能滿足于直觀所獲得的認(rèn)知,而要用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评韥碜C明.請用代數(shù)方法給出證明.并將完整的證明過程書寫在學(xué)案活動一的位置.
二、合作探究,理性論證(約12分鐘)
活動二 證明:(將證明過程寫在答題區(qū)域內(nèi))(學(xué)生自主證明,展示)自主證明大約4分鐘
師:下面我們一起探討代數(shù)證明都有哪些方法?先找用作差比較法的學(xué)生展示,點評:該同
6、學(xué)采用是作差比較法.作差后,通過配方說明恒大于等于零,從而說明恒成立.很好!(板書(作差)比較法).
師:轉(zhuǎn)化為只要證明,轉(zhuǎn)化為只要證明,進一步分析為要原不等式成立,只需成立,而最后一個不等式是成立的,則反推出.很好,這種從結(jié)論出發(fā),分析尋找要它成立的條件,這種證法形象稱為分析法,但它對書寫的要求很高,前面必須要加上“要證,只要證……”當(dāng)然我們書寫時也可以在分析法的基礎(chǔ)上,改變書寫順序.從條件出發(fā),推出結(jié)論.也就是另外一種書寫的方法:綜合法.
師:剛剛我們從三種方法:比較法,分析法,綜合法給出猜想的嚴(yán)格證明,說明是嚴(yán)格成立的.并且從比較法中可以看出,出現(xiàn),a和b的約束,也可以=0,也就是條
7、件為,且當(dāng)a=b時,即為,反過來要只能a=b.故取等號的條件是,當(dāng)且僅當(dāng)a=b時.這就是本課我們要學(xué)習(xí)的基本不等式.(亮課題,板書課題)
同時思考,基本不等式成立的條件,等號成立的條件,基本形式分別是什么?
三、嚴(yán)謹(jǐn)思維,構(gòu)建新知
當(dāng)時,(當(dāng)且僅當(dāng)時,取到等號)
師:這就是本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的基本不等式,對于基本不等式:
(1)條件是什么?
(2)何時等號成立?
(3)基本形式:積與和的不等關(guān)系.
生說師寫.(1);(2)當(dāng)且僅當(dāng)時,取到“=”.(3)師:左邊出現(xiàn)ab,右邊出現(xiàn)a+b的形式,也就積與和的不等關(guān)系.
師:其中稱為a,b的幾何平均數(shù). 稱為a.b的算術(shù)平均數(shù),也就是
8、兩個
非負(fù)數(shù)的幾何平均數(shù)不大于它們的算術(shù)平均數(shù).如果從數(shù)列的角度理解就是正的
等比中項不大于等差中項.它們的幾何意義就是“半弦不大于半徑”.
師:當(dāng)然除了基本不等式有特殊的代數(shù)意義和幾何意義外,,它還可以通過變形
和代換推出其它很多的不等式,變形:,兩邊平方得:.
學(xué)習(xí)了基本不等式,我們應(yīng)該如何使用呢?這里,兩個a,b可以用是兩個非負(fù)
的常數(shù),也可以是兩個非負(fù)的表達(dá)式,比如:,
等等,代換的表達(dá)式是一個變量,多個變量,可以是一次式,二次式,分式,根
式,指數(shù)式,對數(shù)式……,只需替換的兩個表達(dá)式是非負(fù)數(shù)即可.接下來由你們
用兩個非負(fù)的表達(dá)式來代換a,b,,并把不等式及不等式成立
9、的條件寫在例1
的位置,選擇部分同學(xué)將它作為本節(jié)課的例題,一起來給予證明. -25分鐘
四、編證演練,鞏固新知
活動二 請你用基本不等式:當(dāng)時,通過代換a,b,得到不等式.
教學(xué)設(shè)想:1.發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,創(chuàng)造力.
2.最好出現(xiàn):,,,,,
3.選擇兩個:其中一個我證.另外一個與書上的例題相同形式的學(xué)生證.(如果未出現(xiàn),在的基礎(chǔ)上,一邊變成常數(shù),修改.)讓其它同學(xué)證明.點評:要是一邊是常數(shù),只需代換基本不等式的兩個表達(dá)式的乘積是定值就可以了.
4.進一步深化,我來編一個,你們來證:.
(如果學(xué)生沒有證到,我就將替換的過程,以引導(dǎo)學(xué)生證明)
五、總結(jié)提
10、煉,內(nèi)化新知
1.知識結(jié)構(gòu);通過變形和代換得到其它不等式.
2.學(xué)習(xí)過程; 觀察 猜想 證明 應(yīng)用,從感性到理性;從編題到解題.
3.思想方法:.數(shù)形結(jié)合思想,整體代換思想.
其實今天這堂課不僅收獲了基本不等式,替換得到的很多不等式,這些都是我們同學(xué)自己發(fā)現(xiàn)并驗證的,說明我們同學(xué)還是很有創(chuàng)造力和想象力,在今后的學(xué)習(xí)中,敢于創(chuàng)新,勇于鉆研,我們在座的都可能成為笛卡爾.
六、課外作業(yè),延伸新知
(1)必做題:課本P98 1,2,6,7.
(2)探究題:請在課后利用基本不等式
當(dāng)時,(當(dāng)且僅當(dāng)時,取“=”),通過代換a,b,“造”出一些不等式.請用“我編你證”模式完成:求證:若 ,則 .
投影儀 課題
1.基本不等式.:……
2.證明方法…….
3.變形
4.代換
七、板書設(shè)計
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