均值不等式即是必修五第三章內(nèi)容,是學(xué)生必須掌握的一個重點知識,應(yīng)用廣泛,如果把課本的定理和練習(xí)的幾個式了組合在一起就成為了,但最后一個不等式即課本沒有涉及,敘述為兩個正實數(shù)的調(diào)和平均數(shù)不大于這兩個數(shù)的幾何平均數(shù),而幾何平均數(shù)不大于它們的算術(shù)平均,算術(shù)平均數(shù)不大于的它們的平方平均數(shù),而平方平均數(shù)不大于它們的反調(diào)和平均數(shù)在證明過程中用代數(shù)的方法比較多,構(gòu)造幾何模型的比較少,最近聽了華東師范大學(xué)博士汪曉勤教授的《高中數(shù)學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)——HPM視角》的專題講座,提及古代泥版數(shù)學(xué)上就有記載均值不等式用幾何構(gòu)造證明,頗感興趣,仔細(xì)研讀,整理七種不同幾何模型證明均值不等式.圖1
模型二如圖2,AB為直徑,D是半圓上一點,過
D作DC⊥AB于C,連OD,過C作CE⊥OD于E,以O(shè)
為圓心OC為半徑作半圓,過O作FO⊥OD交半圓于F,過
F作FD的垂線交DO的延長線于G,則根據(jù)圖中線段的大小
模型三如圖3,設(shè)四邊形ABCD是一個直角梯形,
線段EF,GH,MN,PQ,均與上下底平行,PQ
等分梯形面積,MN為中位線,GH將梯形分成兩個,
且梯形AGHD∽梯形GBCH,EF過梯形的對角線AC、
BD的交點I設(shè)AD=a,BC=b,則MN=a+b2由
梯形AGHD∽梯形GBCH,GH是AD與BC的比例
中項,所以GH=ab,EF過梯形的對角線AC、
模型四如圖4,在Rt△ABC中,AD,AM分別是斜邊
BC上的高線、中線,作DH∥AM,AH⊥DH于H,
模型六如圖6,第24屆國際數(shù)學(xué)家大會的會標(biāo)
正方形ABCD,內(nèi)接正方形EFGH,設(shè)AE=a,BE=b,
由圖可知Rt△BEF的內(nèi)接正方形BRST邊長易得為
當(dāng)且僅當(dāng)a=b時等號成立.
作者簡介楊志芳,男,1965年生,浙江省富陽市人,中學(xué)高級教師,市學(xué)科帶頭人,杭州市中小學(xué)教師中、高專業(yè)技術(shù)資格評審委員專家?guī)斐蓡T長期從事數(shù)學(xué)教學(xué)研究和教育科研發(fā)表和獲獎的論文30余篇,主持或參與省市課題10個,主編、參編教輔用書8本,曾獲杭州市優(yōu)秀教師等榮譽(yù)