李鳳清,張子衛(wèi),張青山
(四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 遂寧 629000)
教師要合理選擇數(shù)學(xué)材料,從觀察、數(shù)學(xué)感覺形成入手訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)眼光,引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光看世界[1,2];運(yùn)用基本的數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)事實(shí)與數(shù)學(xué)結(jié)論,從策略、方法、能力三個(gè)方面訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的思維分析世界;從數(shù)學(xué)思想的感受與數(shù)學(xué)價(jià)值的體現(xiàn)建立學(xué)生的數(shù)學(xué)情感,用數(shù)學(xué)的語言表達(dá)世界,培育學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
由二元均值不等式到三元均值不等式,再到n 元均值不等式,我們覺得這個(gè)問題很有意思.這里有知識(shí)的遷移與深化,還有認(rèn)識(shí)的加強(qiáng)與躍遷,更有情感與態(tài)度的固化.
三元均值不等式的等價(jià)形式:
若a,b,c >0,則a3+ b3+ c3≥3abc.
或者:a,b,c >0,且abc = 1,則a + b + c ≥3.
n 元 均 值 不 等 式:對(duì)n 個(gè) 正 數(shù)a1,a2,…,an,其 幾 何 平 均不 大 于 其 算 術(shù) 平 均
其等價(jià)命題為:對(duì)乘積為1 的n 個(gè)正數(shù)a1,a2,…,an,必有a1+ a2+ … + an≥n.
由平均值這個(gè)概念可知,一個(gè)數(shù)組的平均值總不會(huì)大于這個(gè)數(shù)組中的最大數(shù),也不會(huì)小于這個(gè)數(shù)組中的最小數(shù).
(1)顯 然,a,b 兩 個(gè) 正 數(shù) 的 幾 何 平 均 必 介 于a,b 之 間,故,即 可 得
(3)對(duì)n + 1 個(gè)正數(shù)a1,a2,…,an,an+1,其幾何平均必介于這n + 1 個(gè)正數(shù)的最小數(shù)(不妨設(shè)為a1)與最大數(shù)(不妨設(shè)為a2)之間,故,即可得
逐步調(diào)整法是數(shù)學(xué)中的基本方法.弄清調(diào)整的過程與調(diào)整后所產(chǎn)生的變化,并依此繼續(xù)調(diào)整下去,獲得最終的結(jié)論.
下面我們把上面的認(rèn)識(shí)過程數(shù)學(xué)化.
設(shè)n 是正整數(shù),那么就有
記
那么對(duì)任意正整數(shù)n,均有
當(dāng)n →+∞時(shí)
若對(duì)任意n 個(gè)正數(shù),其算術(shù)平均不小于幾何平均,那么對(duì)n + 1 個(gè)正數(shù)a1,a2,…,an,an+1,記s = a1+a2+ … + an+ an+1,那么就有
欲證a3+ b3+ c3- 3abc ≥0,在三元三次齊次多項(xiàng)式a3+ b3+ c3- 3abc 中,以c 為主元,由于
同 理,欲 證
當(dāng)然也可以用導(dǎo)數(shù)的方法來解決.
如
運(yùn)用上面方法很容易證明算術(shù)幾何平均不等式.
同理有
等價(jià)于
運(yùn)用這個(gè)方法可以推廣到多元均值不等式.
由以上闡述我們認(rèn)識(shí)到,基本概念、基本方法、基本策略是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的靈魂.運(yùn)用基本概念、基本方法、基本策略來認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí),解決數(shù)學(xué)問題是培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的關(guān)鍵.