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小 →基本不等式 |
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第18行: | 第18行: | ||
所以,如要证明 <math>x \le a</math>, 只需证明 <math>x - a \le 0</math> 即可. | 所以,如要证明 <math>x \le a</math>, 只需证明 <math>x - a \le 0</math> 即可. | ||
== 基本不等式 == | == 基本不等式 == | ||
第33行: | 第31行: | ||
=== 拓展结论 === | === 拓展结论 === | ||
# 已知 <math>x, \; y</math> | # 已知 <math>x, \; y</math> 都为正数,如果 <math>xy</math> 等于定值 <math>P</math>,那么当且仅当 <math>x = y</math> 时,和 <math>x + y</math>有最小值 <math>2 \sqrt{p}</math>; | ||
# 如果 <math>x + y</math> 是定值 <math>s</math>,那么当且仅当 <math>x = y</math> 时,积 <math>xy</math> 有最大值 <math>\frac{s^2}{4}</math>. | # 如果 <math>x + y</math> 是定值 <math>s</math>,那么当且仅当 <math>x = y</math> 时,积 <math>xy</math> 有最大值 <math>\frac{s^2}{4}</math>. | ||
第42行: | 第40行: | ||
== 糖水原理 == | == 糖水原理 == | ||
<math>a</math> 克糖水中有 <math>b</math> 克糖, | |||
它的质量分数就是 <math>\frac { | 它的质量分数就是 <math>\frac {b}{a}</math>. | ||
再向容器中加入 <math>c</math> 克糖, | 再向容器中加入 <math>c</math> 克糖, | ||
得到质量分数为 <math>\frac{ | 得到质量分数为 <math>\frac{b+c}{a+c}</math> 的糖溶液. | ||
加入两次糖后的溶液更甜,即'''后者'''质量分数更大. | 加入两次糖后的溶液更甜,即'''后者'''质量分数更大. | ||
第54行: | 第52行: | ||
即 | 即 | ||
<math>\frac { | <math>\frac {b}{a} < \frac {b + c}{a + c}</math>. | ||
=== 证明过程 === | === 证明过程 === | ||
第62行: | 第60行: | ||
作差证明: | 作差证明: | ||
<math>\frac { | <math>\frac {b}{a} - \frac {b + c}{a + c} = \frac {ab + bc - ab - ac}{a(a + c)} = \frac {bc - ac}{a(a + c)} = \frac {c(b - a)}{a(a + c)} < 0</math> | ||
所以 <math>\frac {b}{a} < \frac {b + c}{a + c}</math>. | |||
== 一元二次不等式 == | |||
=== 与二次函数的关系 === | |||
{| class="wikitable" | |||
|+ | |||
! | |||
!<math>\Delta > 0</math> | |||
!<math>\Delta = 0</math> | |||
!<math>\Delta < 0</math> | |||
|- | |||
!<math>y = ax^2 + bx + c \quad (a > 0)</math> 的图象 | |||
|[[文件:Delta大于0.png|缩略图|140px|此时与x轴有两个交点]] | |||
|[[文件:Delta等于0.png|缩略图|140px|此时图像与x轴有且仅有一个交点(或有两个相同的实数解)]] | |||
|[[文件:Delta小于0.png|缩略图|140px|此时与x轴没有交点]] | |||
|- | |||
!<math>ax^2 + bx + c = 0 \quad (a > 0)</math> 的根 | |||
|有两个不相等的实数根 <math>x_1, x_2 \quad (x_1 < x_2)</math> | |||
|有两个相等的实数根 <math>x_1 = x_2 = -\frac{b}{2a}</math> | |||
|没有实数根 | |||
|- | |||
!<math>ax^2 + bx + c > 0 \quad (a > 0)</math> 的解集 | |||
|<math>\{x \mid x < x_1 \text{ 或 } x > x_2\}</math> | |||
|<math>\{x \mid x \neq -\frac{b}{2a}\}</math> | |||
|<math>\mathbb{R}</math> | |||
|- | |||
!<math>ax^2 + bx + c < 0 \quad (a > 0)</math> 的解集 | |||
|<math>\{x \mid x_1 < x < x_2\}</math> | |||
|<math>\emptyset</math> | |||
|<math>\emptyset</math> | |||
|} | |||
== 一元二次方程根的分布/二次函数的零点分布(卡根法) == | |||
{| class="wikitable" | |||
|+两根与 0 的大小比较即根的正负情况(表一) | |||
!分布情况 | |||
!两个负根 即两根都小于 0 | |||
<math>(x_1 < 0, x_2 < 0)</math> | |||
!两个正根 即两根都大于 0 | |||
!一正根一负根 即一根小于 0,一根大于 0 | |||
|- | |||
!大致图象 <math>(a>0)</math> | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|- | |||
!得出的结论 | |||
| | |||
| | |||
| | |||
|} | |||
{| class="wikitable" | |||
|+两根与 0 的大小比较即根的正负情况(表二) | |||
!分布情况 | |||
!两个负根 即两根都小于 0 | |||
!两个正根 即两根都大于 0 | |||
!一正根一负根 即一根小于 0,一根大于 0 | |||
|- | |||
!大致图象 (a<0) | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|<图象> | |||
|- | |||
!得出的结论 | |||
| | |||
| | |||
| | |||
|} | |||
= 例题 = | |||
== 基本不等式 == | |||
=== 用一段长为 <math>36\,\text{m}</math> 的篱笆围成一个矩形菜园.=== | |||
# 当这个矩形的边长为多少时,所用篱笆最短?最短篱笆的长度是多少? | |||
# 当这个矩形的边长为多少时,菜园的面积最大?最大面积是多少? | |||
解:设矩形菜园的相邻两条边的长分别为 <math>x\,\text{m}, y\,\text{m}</math>,则篱笆的长度为 <math>2(x + y)\,\text{m}</math>. | |||
1. | |||
* 由已知,得 <math>xy = 100</math>, | |||
* 根据基本不等式 <math>\frac{x + y}{2} \geq \sqrt{xy}</math>, | |||
* 可得 <math>x + y \geq 2\sqrt{xy} = 2\sqrt{100} = 20</math>, | |||
* 所以,<math>2(x + y) \geq 40</math> | |||
* 当且仅当 <math>x = y = 10</math> 时,上式等号成立. | |||
* 因此,当这个矩形菜园是边长为 <math>10\,\text{m}</math> 的正方形时,所用篱笆最短,最短篱笆的长度为 <math>40\,\text{m}</math>. | |||
2. | |||
* 由已知,得 <math>2(x + y) = 40</math>,矩形菜园的面积为 <math>xy\,\text{m}^2</math>. | |||
* 根据基本不等式可得 <math>\sqrt{xy} \leq \frac{x + y}{2} = \frac{18}{2} = 9</math>, | |||
* 所以,<math>xy \leq 81</math>. | |||
* 当且仅当 <math>x = y = 9</math> 时,上式等号成立. | |||
* 因此,当这个矩形菜园时边长为 <math>9\,\text{m}</math> 的正方形时,菜园面积最大,最大面积是 <math>81\,\text{m}^2</math>. | |||
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