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1、2022年高中數(shù)學(xué) 排序不等式學(xué)案 新人教A版選修4
☆學(xué)習(xí)目標(biāo): 1. 了解排序不等式的基本形式,會(huì)運(yùn)用排序不等式分析解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題;
2. 體會(huì)運(yùn)用經(jīng)典不等式的一般思想方法
?知識(shí)情景:
1. 一般形式的柯西不等式:設(shè)為大于1的自然數(shù),(1,2,…,),
則: .
當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí), 等號(hào)成立.
(若時(shí),約
2、定,1,2,…,).
變式10. 設(shè) 則: .
當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí), 等號(hào)成立.
變式20. 設(shè) 則:.
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立.
變式30. (積分形式)設(shè)與都在可積,
則,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立.
2. 探究 如圖, 設(shè),自點(diǎn)沿邊依次取個(gè)點(diǎn),
邊依次取取個(gè)點(diǎn),在邊取某個(gè)點(diǎn)與邊
某個(gè)點(diǎn)連接,得到,這樣一一搭配,一共可得到
3、 個(gè)三角形。顯然,不同的搭配方法,得到的
不同,問(wèn):邊上的點(diǎn)與邊上的點(diǎn)
如何搭配,才能使個(gè)三角形的
面積和最大(或最小)???
設(shè),由已知條件,得
因?yàn)榈拿娣e是 ,而 是常數(shù),于是,上面的幾何問(wèn)題就可以歸結(jié)為
代數(shù)問(wèn)題: 則
何時(shí)取最大(或最?。┲??
我們把叫做數(shù)組與的亂序和.
其中, 稱為 序和.
稱為 序和.這樣的三個(gè)和大小關(guān)系如何?
4、
☆ 新知建構(gòu):
1.檢驗(yàn)操作: 填表:
2.一般性證明:
任意一個(gè)排
列(有 個(gè)不同的排列). 所以,
的不同值也只
有有限個(gè)(個(gè)).其中必有最大值
和最小值.
考察,
10.若,則應(yīng)有某,且,對(duì)換得
. .
說(shuō)明將中第一項(xiàng)換為后, 和式變 .
20.若,則轉(zhuǎn)而考察,并進(jìn)行類似討論.可證將式中第二項(xiàng)換為后,和式變 .
如此繼續(xù)下去, 經(jīng)有限步調(diào)整, 可知一切和數(shù)中, 最大和數(shù)只能是
5、 .
且不難知道, 最小和數(shù)只能是 . 因此
.
30.容易發(fā)現(xiàn), 當(dāng)或時(shí), ;
如果不全相等, 也不全相等. 則和
使,考察和數(shù)
∵
∴ .
定理(排序不等式, 又稱排序原理):為兩組數(shù),
任意一個(gè)排列, 則
.
當(dāng)且僅當(dāng)或時(shí), 等號(hào)成立.
☆ 排序不等式的應(yīng)用:
例
6、1. 若a1,a2,…,an 為兩兩不等的正整數(shù),
求證:.
例2 5個(gè)人各拿一只水桶到水龍頭接水,如果水龍頭注滿這5個(gè)人的水桶需要的時(shí)間分別是
4分鐘,8分鐘,6分鐘,10分鐘,5分鐘. 那么如何安排這5個(gè)人接水的順序,才能使他們等
待的總時(shí)間最少?
選修4-5練習(xí) §3.2.1排序不等式 姓名
1、若,則下列代數(shù)式中值最大的是( )
A. B. C. D.
2、對(duì)a,b,c?R+, 比較a3+b3+c3與a2b+b2c+c2a的大小
3、
4、正實(shí)數(shù)a1,a2,…,an的任一排列為a1/,a2/,…an/, 則有
5、設(shè),,,…,為正數(shù),求證:.
6、 : .
7、設(shè), 用排序不等式求證:
8、
9、設(shè)a1,a2,…,an是1,2,…,n的一個(gè)排列,求證:
10、設(shè)a,b,c?R+,求證: