数学归纳法64
数学归纳法的应用知识点总结
数学归纳法的应用知识点总结数学归纳法是一种重要的证明方法,常被应用于数学、逻辑以及计算机科学的领域。
它的核心思想是通过建立一个基础情形的真实性,以及在基础情形成立的前提下推导出一个一般情形的真实性,从而得出结论。
本文将对数学归纳法的基本概念和应用进行总结。
一、数学归纳法的基本原理数学归纳法包括三个步骤:基础步骤、归纳假设和归纳证明。
首先,我们需要证明当n取某个特定值时,结论成立,这称为基础步骤。
接下来,我们假设当n=k时,结论成立,这称为归纳假设。
最后,通过归纳证明,我们将证明当n=k+1时,结论也成立。
二、数学归纳法的应用举例1. 求和公式数学归纳法可以用来证明一些求和公式的正确性。
例如,我们要证明正整数n的前n项和公式为:1+2+3+...+n = n(n+1)/2。
首先,我们可以验证当n=1时,等式左边为1,右边也等于1(1×2/2),因此基础步骤成立。
然后,我们假设当n=k时,等式成立,即1+2+3+...+k = k(k+1)/2。
接下来,我们需要证明当n=k+1时,等式也成立。
我们将等式左边的前k+1项展开,得到1+2+3+...+k+(k+1)。
根据归纳假设,前k项的和为k(k+1)/2,再加上第k+1项(k+1),则等式左边的和为(k+1)(k+2)/2。
与等式右边相比,我们可以得出结论,即当n=k+1时,等式也成立。
2. 整数性质证明数学归纳法也可以用来证明一些关于整数的性质。
例如,我们要证明任意正整数n的平方是奇数。
首先,我们验证当n=1时,等式成立,因为1的平方是1,是奇数。
然后,假设当n=k时,等式成立,即k的平方是奇数。
接下来,我们通过归纳证明,证明当n=k+1时,等式也成立。
我们将等式左边展开,得到(k+1)的平方。
根据归纳假设,k的平方是奇数,那么k的平方加上2k再加1,仍然是奇数。
因此,当n=k+1时,等式也成立。
三、数学归纳法的注意事项1. 基础步骤的正确性是数学归纳法的基础,必须确保基础步骤成立。
数学归纳法初中数学知识点总结
数学归纳法初中数学知识点总结
数学归纳法初中数学知识点总结
数学归纳法
(—)第一数学归纳法:
一般地,证明一个与正整数n有关的命题,有如下步骤:
(1)证明当n取第一个值时命题成立
(2)假设当n=k(k≥n的第一个值,k为自然数)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立。
(二)第二数学归纳法:
第二数学归纳法原理是设有一个与自然数n有关的命题,如果:(1)当n=1回时,命题成立;
(2)假设当n≤k时命题成立,则当n=k+1时,命题也成立。
那么,命题对于一切自然数n来说都成立。
(三)螺旋归纳法:
螺旋归纳法是归纳法的.一种变式,其结构如下:
Pi和Qi是两组命题,如果:
P1成立
Pi成立=>Qi成立
那么Pi,Qi对所有自然数i成立
利用第一数学归纳法容易证明螺旋归纳法是正确的。
数学归纳法在解题中的常见技巧与思路
数学归纳法在解题中的常见技巧与思路数学归纳法是一种重要的证明方法,常常被应用于数学领域中。
它的基本思想是通过证明某个命题在n=1时成立,并假设当n=k时命题成立,然后利用这个假设证明当n=k+1时命题也成立。
在解题中,数学归纳法有许多常见的技巧和思路,本文将介绍其中的一些。
一、确定归纳假设在使用数学归纳法时,首先需要确定一个归纳假设。
归纳假设是指假设当n=k时,命题成立。
通常我们可以通过观察前几项的情况,找到一个与k有关的表达式或性质,作为归纳假设。
这个归纳假设可以是一个等式、不等式、性质等。
例如,我们想要证明对于任意正整数n,1+2+3+...+n=n(n+1)/2成立。
我们观察前几项的和的情况,可以发现1+2+3+...+n=n(n+1)/2成立时,对于n+1也成立。
因此,我们可以假设当n=k时,1+2+3+...+k=k(k+1)/2。
二、验证基础情形接下来,我们需要验证基础情形,即n=1时命题是否成立。
如果命题在n=1时成立,那么作为归纳假设的基础,我们就可以使用归纳法进一步证明命题成立。
对于上述例子,当n=1时,1=1(1+1)/2成立。
因此,我们可以使用数学归纳法来证明该命题。
三、进行归纳步骤在归纳步骤中,我们假设当n=k时命题成立,然后利用这个假设来证明当n=k+1时命题也成立。
对于上述例子,假设当n=k时,1+2+3+...+k=k(k+1)/2成立。
我们需要证明当n=k+1时,1+2+3+...+(k+1)=(k+1)((k+1)+1)/2也成立。
根据归纳假设,1+2+3+...+k=k(k+1)/2。
所以,1+2+3+...+k+(k+1)=k(k+1)/2+(k+1)。
通过化简,可得1+2+3+...+k+(k+1)=(k+1)(k+2)/2。
因此,当n=k+1时,1+2+3+...+(k+1)=(k+1)((k+1)+1)/2成立。
四、总结归纳法的应用技巧和思路在使用数学归纳法解题时,有几个常见的技巧和思路可供参考。
数学归纳法在数列证明中的应用
数学归纳法在数列证明中的应用引言数学归纳法是一种常用的证明方法,它在解决数学问题中起着重要的作用。
数学归纳法能够用于证明数列的各种性质和结论,为我们理解数学中的规律提供了便利。
本文将介绍数学归纳法的基本思想和步骤,以及在数列证明中的具体应用。
数学归纳法的基本思想数学归纳法是一种证明方法,它是通过证明当命题对某个特定的整数成立时,它对其后续整数也成立。
数学归纳法通常包括两个步骤:基础步骤和归纳步骤。
•基础步骤:首先证明当 n 为某个特定整数时,命题成立。
这个特定的整数称为基础情况。
在数列证明中,通常我们需要证明初始项是否满足给定的性质。
•归纳步骤:接下来,我们假设对于某个整数 k,命题成立。
然后通过这个假设来证明命题对于整数 k+1 也成立。
数学归纳法的基本思想是通过建立递归链条,将命题的真实性逐步推广到所有符合条件的整数上。
数学归纳法在数列证明中的应用数学归纳法在数列证明中有着广泛的应用。
数列是一组按照特定规律排列的数值。
在数学中,我们常常需要证明数列的某些性质或结论。
下面我们将介绍数学归纳法在数列证明中的三个具体应用。
1. 证明数列的通项公式在数学中,我们常常需要求解数列的通项公式。
通项公式可以用来表示数列中任意一项与项序号之间的关系。
数学归纳法可以帮助我们证明数列的通项公式的正确性。
以斐波那契数列为例,斐波那契数列的前两项分别为 0 和 1,后续每一项等于前两项的和。
我们可以使用数学归纳法来证明斐波那契数列的通项公式 F(n) = F(n-1) + F(n-2) 对于所有的非负整数 n 成立。
•基础步骤:当 n = 0 或 n = 1 时,斐波那契数列的通项公式成立。
•归纳步骤:假设对于某一个整数 k,斐波那契数列的通项公式成立,即 F(k) = F(k-1) + F(k-2)。
我们需要证明对于整数 k+1,也成立 F(k+1) = F(k) + F(k-1)。
根据斐波那契数列的定义,我们可以得到:F(k+1) = F(k) + F(k-1) = (F(k-1) + F(k-2)) + F(k-1) = F(k-1) + 2 * F(k-2)。
数学归纳法的基本原理
数学归纳法的基本原理
归纳法基本原理概述
归纳法基本原理概述
▪ 归纳法的基本原理概述
1.归纳法是通过观察具体事例,总结出普遍规律的一种思维方法。 2.归纳法的基本原理包括:观察、归纳、推理和验证。 3.归纳法的目的是发现事物之间的内在联系和规律,为实践提供指导。
▪ 观察
1.观察是归纳法的基础,通过对具体事例的观察,获取丰富的感性材料。 2.观察要具备系统性和客观性,避免主观臆断和片面性。 3.现代科技手段可以帮助我们进行更加深入、细致的观察,提高归纳的准确性。
▪ 算法的正确性证明
1.算法的正确性证明是通过数学归纳法等方法证明算法能够正 确地解决特定问题的过程。 2.在进行算法的正确性证明时,需要明确算法的基本思想和步 骤,并分析算法的时间复杂度和空间复杂度等因素。 3.算法的正确性证明是计算机科学中的重要问题,可以保证算 法的正确性和可靠性,为计算机应用提供坚实的基础。
▪ 归纳法的基本原理
1.数学归纳法的基本原理包括归纳基础和归纳步骤两个部分,其中归纳基础是指某 个命题在n=1时成立,归纳步骤是指在n=k时命题成立的情况下,可以推导出 n=k+1时命题也成立。 2.归纳法的正确性是建立在“自然数集合是有序的”这个基础上的,因此在使用归 纳法进行证明时需要注意确保归纳基础和归纳步骤的正确性。 3.归纳法的应用范围广泛,可以用于证明各种数学命题,包括代数、几何、数论、
▪ 归纳法面临的挑战
1.数据获取和处理的难度:随着数据规模的不断扩大,如何有效获取和处理数据成为归纳法面 临的挑战之一。 2.计算能力和算法的限制:随着问题复杂度的提高,对计算能力和算法的要求也越来越高,如 何提升计算能力和改进算法是归纳法面临的另一个挑战。 3.理论和实践的差距:归纳法的理论研究和实际应用之间存在一定的差距,如何将理论知识更 好地应用于实践中,提高归纳法的实用性是亟待解决的问题。 以上内容仅供参考,具体内容可以根据您的需求进行调整优化。
数学数学归纳法
(2)递推乃关键 数学归纳法的实质在于递推,所以 从“k”到“k+1”的过程,必须把归 纳假设“n=k”作为条件来导出 “n=k+1”时的命题,在推导过程 中,要把归纳假设用上一次或几 次.
第51页/共63页
基础梳理
1.归纳法 归纳法有不完全归纳法和完全归纳法, 如果我们考察了某类对象中的一部分, 由这一部分具有某种特征而得出该类 对象中的全体都具有这种特征的结论, 为不完全归纳法.
第2页/共63页
由不完全归纳法得出的结论不一定 都是正确的,其正确性还需进一步证 明;如果我们考察了某类对象中的 每一个对象,而得出该类对象的某 种特征的结论为完全归纳法,由完 全归纳法得出的结论一定是正确的, 数学归纳法是一种完全归纳法.
1 3
+
…
+
1 2k
+
1 2k+1
+
1 2k+2
+…+2k+1 2k<12+k+2k·21k=12+(k+1),
即 n=k+1 时,命题也成立.
由(1)(2)可知,命题对所有 n∈N*都成立.
第27页/共63页
【规律方法】 用数学归纳法证 明不等式,推导n=k+1也成立时, 证明不等式的常用方法,如比较法, 分析法,综合法均要灵活运用,在 证明过程中,常利用不等式的传递 性对式子放缩.
第3页/共63页
2.数学归纳法 一般地,证明一个与正整数n有关的 命题,可按下列步骤进行: (1)归纳奠基:验证当n取第一个值 n0时结论成立;
第4页/共63页
(2)归纳递推:假设当n=k(k∈N*, 且k≥n0)时结论成立.推出n=k+1 时结论也成立. 只要完成这两个步骤,就可以断定命 题对从n0开始的所有自然数n(n≥n0) 都成立,这种证明方法叫做数学归纳 法.
数学归纳法
骨牌一个接一个倒下,就如同一个值到下一个值的过程。
1.证明当n = 1 时命题成立。
2.证明如果在n = m时命题成立,那么可以推导出在n = m+1 时命题也成立。
(m代表任意自然数)这种方法的原理在于:首先证明在某个起点值时命题成立,然后证明从一个值到下一个值的过程有效。
当这两点都已经证明,那么任意值都可以通过反复使用这个方法推导出来。
把这个方法想成多米诺效应也许更容易理解一些。
例如:你有一列很长的直立着的多米诺骨牌,如果你可以:1.证明第一张骨牌会倒。
2.证明只要任意一张骨牌倒了,那么与其相邻的下一张骨牌也会倒。
那么便可以下结论:所有的骨牌都会倒。
[编辑]例子假设我们要证明下面这个公式(命题):其中n为任意自然数。
这是用于计算前n个自然数的和的简单公式。
证明这个公式成立的步骤如下。
[编辑]证明[编辑]第一步第一步是验证这个公式在n = 1时成立。
我们有左边 = 1,而右边 = 1(1 + 1) / 2 = 1,所以这个公式在n = 1时成立。
第一步完成。
[编辑]第二步第二步我们需要证明如果假设n = m时公式成立,那么可以推导出n = m+1 时公式也成立。
证明步骤如下。
我们先假设n = m时公式成立。
即(等式 1)然后在等式等号两边分别加上m + 1 得到(等式 2)这就是n = m+1 时的等式。
我们现在需要根据等式 1 证明等式 2 成立。
通过因式分解合并,等式 2 的右手边也就是说这样便证明了从 P(m) 成立可以推导出 P(m+1) 也成立。
证明至此结束,结论:对于任意自然数n,P(n) 均成立。
[编辑]解释在这个证明中,归纳推理的过程如下:1.首先证明 P(1) 成立,即公式在n = 1 时成立。
2.然后证明从 P(m) 成立可以推导出 P(m+1) 也成立。
(这里实际应用的是演绎推理法)3.根据上两条从 P(1) 成立可以推导出 P(1+1),也就是 P(2) 成立。
4.继续推导,可以知道 P(3)成立。
数学归纳法
第一节数学归纳法一、基本知识概要:1.数学归纳法:对于某些与自然数n有关的命题常常采用下面的方法来证明它的正确性:先证明当n取第一个值n0时命题成立;然后假设当n=k(k∈N*,k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立这种证明方法就叫做数学归纳法2. 数学归纳法的基本思想:即先验证使结论有意义的最小的正整数n0,如果当n=n0时,命题成立,再假设当n=k(k≥n0,k∈N*)时,命题成立.(这时命题是否成立不是确定的),根据这个假设,如能推出当n=k+1时,命题也成立,那么就可以递推出对所有不小于n0的正整数n0+1,n0+2,…,命题都成立.3.用数学归纳法证明一个与正整数有关的命题的步骤:(1)证明:当n取第一个值n0结论正确;(2)假设当n=k(k∈N*,且k≥n0)时结论正确,证明当n=k+1时结论也正确.由(1),(2)可知,命题对于从n0开始的所有正整数n都正确递推基础不可少,归纳假设要用到,结论写明莫忘掉.1.用数学归纳法证题要注意下面几点:①证题的两个步骤缺一不可,要认真完成第一步的验证过程;②成败的关键取决于第二步对1n的证明:1)突破对“归纳=k+假设”的运用;2)用好命题的条件;3)正确选择与命题有关的知识及变换技巧.2.中学教材内,用数学归纳法证明的问题的主要题型有“等式问题”、“整除问题”、“不等式问题”等,要积累这几种题型的证题经验.3.必须注意,数学归纳法不是对所有“与正整数n 有关的命题”都有效.基础题:1.已知n 为正偶数,用数学归纳法证明 )214121(2114131211nn n n +++++=-++-+- 时,若已假设2(≥=k k n 为偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证 (B )A .1+=k n 时等式成立B .2+=k n 时等式成立C .22+=k n 时等式成立D .)2(2+=k n 时等式成立2.设1111()()(1)()1232f n n N f n f n n n n n*=++++∈+-=+++有,则=-+)()1(n f n f ( D )A .121+nB .221+n C .221121+++n n D .221121+-+n n 3.用数学归纳法证明3)12(12)1()1(2122222222+=+++-++-+++n n n n n 时,由k n =的假设到证明1+=k n 时,等式左边应添加的式子是( B )A .222)1(k k ++ B.22)1(k k ++ C .2)1(+kD .]1)1(2)[1(312+++k k4.用数学归纳法证明“(1)(2)()213(21)n n n n n n +++=⋅⋅⋅⋅-”(+∈N n )时,从“1+==k n k n 到”时,左边应增添的式子是 ( B )A .12+kB .)12(2+kC .112++k k D .122++k k 5.某个命题与正整数n 有关,如果当)(+∈=N k k n 时命题成立,那么可推得当1+=k n 时命题也成立. 现已知当5=n 时该命题不成立,那么可推得( C ) A .当n=6时该命题不成立 B .当n=6时该命题成立 C .当n=4时该命题不成立D .当n=4时该命题成立【典型例题选讲】【例1】用数学归纳法证明下述等式问题:(Ⅰ))1)(1(41)()2(2)1(12222222+-=-++-⋅+-⋅n n n n n n n n . [证明]︒1. 当1=n 时,左边0)11(122=-⋅=,右边0201412=⋅⋅⋅=,∴左边=右边,1=n 时等式成立;︒2. 假设k n =时等式成立,即 )1)(1(41)()2(2)1(12222222+-=-⋅++-⋅+-⋅k k k k k k k k , ∴当1+=k n 时,左边])1()1)[(1(])1[(]2)1[(2]1)1[(122222222+-+++-+⋅++-+⋅+-+⋅=k k k k k k k k)]12()12(2)12(1[)]()2(2)1(1[222222++++⋅++⋅+-⋅++-+-⋅=k k k k k k k k k )]12(2)1)[(1(41)12(2)1()1)(1(412++-+=+⋅+++-=k k k k k k k k k k )2()1(41)23)(1(4122++=+++=k k k k k k k =右边,即1+=k n 时等式成立,根据︒︒21与,等式对*∈N n 都正确.【例2】用数学归纳法证明下述整除问题: (Ⅰ)求证:)(53*∈+N n n n 能被6 整除. [证明]︒1. 当1=n 时,13+5×1=6能被6整除,命题正确; ︒2. 假设k n =时命题正确,即k k 53+能被6整除,∴当1+=k n 时,)5()55()133()1(5)1(3233k k k k k k k k +=+++++=+++6)1(3+++k k ,∵两个连续的整数的乘积)1(+k k 是偶数,)1(3+∴k k 能被6整除,6)1(3)5(3++++∴k k k k 能被6整除,即当1+=k n 时命题也正确,由︒︒2,1知命题时*∈N n 都正确.例3、(优化设计P202例1)比较2n 与n 2的大小()n N ∈剖析:比较两数(或式)大小的常用方法本题不适用,故考虑用归纳法推测大小关系,再用数学归纳法证明.解:当n =1时,21>12,当n =2时,22=22,当n =3时,23<32, 当n =4时,24=42,当n =5时,25>52, 猜想:当n ≥5时,2n >n 2. 下面用数学归纳法证明: (1)当n =5时,25>52成立.(2)假设n =k (k ∈N *,k ≥5)时2k >k 2,那么2k +1=2·2k =2k +2k >k 2+(1+1)k >k 2+C 0k +C 1k +C 1-k k =k 2+2k +1=(k +1) 2.∴当n =k +1时,2n >n 2.由(1)(2)可知,对n ≥5的一切自然数2n >n 2都成立. 综上,得当n =1或n ≥5时,2n >n 2;当n =2,4时,2n =n 2;当n =3时,2n <n 2.评述:用数学归纳法证不等式时,要恰当地凑出目标和凑出归纳假设,凑目标时可适当放缩. 例4、是否存在常数使 a 、b 、 c 等式2222222421(1)2(2)....(1)n n n n an bn c•-+-+-=++ 对一切正整数n 成立?证明你的结论。
des算法数学归纳法
des算法数学归纳法Des算法是一种常用的对称加密算法,它的安全性依赖于数学归纳法的基本原理。
数学归纳法是一种证明数学命题的有效方法,它通过推理和归纳的方式,逐步证明一个命题对于所有自然数都成立。
在Des算法中,我们需要证明加密和解密过程的正确性。
首先,我们需要证明Des算法对于长度为64位的明文和密钥,可以生成长度为64位的密文。
这可以通过数学归纳法来证明。
我们先证明当明文和密钥长度为1时,Des算法可以正确生成长度为1的密文。
这是显然成立的,因为明文和密钥长度为1时,只需要进行一次位运算即可得到密文。
接下来,我们假设当明文和密钥长度为n时,Des算法可以正确生成长度为n的密文。
然后,我们需要证明当明文和密钥长度为n+1时,Des算法也可以正确生成长度为n+1的密文。
根据Des算法的加密过程,我们可以将明文和密钥分为两部分,分别为左半部分和右半部分。
然后,通过一系列的位运算和置换操作,将左半部分和右半部分混合在一起,得到长度为n+1的密文。
根据数学归纳法的原理,当明文和密钥长度不断增加时,Des算法可以正确生成对应长度的密文。
这是因为Des算法的位运算和置换操作是可逆的,即可以通过解密操作将密文恢复为原始的明文和密钥。
除了加密和解密过程的正确性,数学归纳法还可以用来证明Des算法的安全性。
Des算法的安全性是指在已知密文的情况下,无法通过密文推导出明文和密钥。
这需要证明对于任意长度的明文和密钥,Des算法都是安全的。
为了证明Des算法的安全性,我们可以使用数学归纳法的思想。
首先,我们假设Des算法对于长度为n的明文和密钥是安全的,即无法通过密文推导出明文和密钥。
然后,我们需要证明当明文和密钥长度为n+1时,Des算法仍然是安全的。
这可以通过反证法来证明。
假设存在一种攻击方法,可以通过密文推导出明文和密钥。
那么,我们可以将明文和密钥分为左半部分和右半部分,然后通过一系列的位运算和置换操作,得到长度为n的明文和密钥。
数学归纳法的两种形式
数学归纳法的两种形式
1.第一数学归纳法
一般地,证明一个与自然数n有关的命题P(n),有如下步骤:
(1)证明当n取第一个值n0时命题成立。
n0对于一般数列取值为0或1,但也有特殊情况;
(2)假设当n=k(k≥n0,k为自然数)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立。
综合(1)(2),对一切自然数n(≥n0),命题P(n)都成立。
2. 第二数学归纳法(完整归纳法)
另一个一般化的方法叫完整归纳法(也称第二数学归纳法),在第二步中我们假定式子不仅当n=m时成立,当n小于或等于m时也成立.这样可以设计出这样两步:
1.证明当n= 0时式子成立.
2.假设当n≤m时成立,证明当n=m+ 1时式子也成立.
则命题成立。
数学归纳法
数学归纳法数学归纳法是指根据归纳的原则和方法,按照事物发展和变化有目的地将一些数学问题进行有效地归类,进而达到“从现象到本质”的过程。
归纳法是指根据数学知识本身产生、发展、变化的规律,总结出一些数学规律或结论,用以指导自己进行抽象思维和具体运算,达到抽象概括并联系生活实际的目的。
数学归纳法包括:归类法、类比法、归纳法。
归类法:可以从数组或数列中把不同的变量归类出来,并对每个变量采取与变量相对应的顺序或层次归入其属性之中作为标准。
类比法:可以对每一个与各个数学分支有关的数学问题进行类比分析,然后得出各数学分支之间以及与之相关的其他数学分支之间进行类比,并对这些分类与各数学分支之间的关系进行推理,得出各种数学结论。
归纳法在教育教学中很重要,但对数学知识没有太多认识意义或者不懂得怎样运用归纳方法找到有效信息,是不能很好地解决数学问题的。
归纳法:在教学中运用较为广泛的一种方法。
在教学过程中要根据实际情景,合理地运用归纳方法收集知识、处理问题、解决问题等过程。
归纳主要包括两个方面:一是按照事物特点进行汇总与归类;二是根据所要考察的知识点选择相应的方法加以进行。
1.汇总与归类首先,根据数学概念、公式和基本法则,将其归纳到一个有一定逻辑顺序结构和一定组织形式的总目录,然后对这些目录加以处理,整理出一个数组或者数列,使之便于操作、便于学习应用。
其次,要综合考虑一些因素导致某一元素有其独特属性,在进行相应的分类。
这就是所谓的“按属性分类”,它包括三个方面:一是每个元素都有一个基本的属性;二是各元素有自己独特的属性类型;三是其独特的属性类型与其他元素之间存在着密切的关系。
最后要注意分类的层次性和关联性。
分类首先要对各元素的属性性质做出概括(即归纳)和确定。
其次为不同类别之间建立起合理的逻辑顺序与逻辑层次(即类别)。
但在汇总和归类过程中要注意两点:一是根据一定原则、方法、事物发展演变态势进行汇总或归类;二是必须建立起合理系统且有逻辑层次结构形式和各种不同类别之间是否存在着相互关联关系。
数学归纳法
1 例 证 : n3 + 5n(n∈ N+ )能 被 整 . 明 够 6 除
明 n , 证 : (1)当 = 1时 n3 + 5n = 6显 能 被 整 , 命 成 . 然 够 6 除 题 立
8.用 学 纳 证 : (1⋅ 22 − 2⋅ 32) + (3⋅ 42 − 4⋅ 52) +L 数 归 法 明 + (2n−1)⋅ (2n)2 − 2n(2n+1)2 = −n(n+1)(4n+ 3)
1 1 1 f 9.设 (n) = 1+ + +L + , 是 存 g(n)使 式 否 在 等 n 2 3 f (1) + f (2) +L f (n−1) = g(n) f (n) − g(n)对 ≥ 2 n + 一 自 数 立 证 结 . 的 切 然 成 ?并 明 论
4.某 命 与 然 n有 ,若 = k(k ∈N+ )时 该 题 立 , 命 成 , 个 题 自 数 关 n 么 推 n , 那 可 得 = k +1 该 题 成 , 现 已 当 = 5时 时 命 也 立 在 知 n 该 题 成 ,那 可 得 C ) 命 不 立 么 推 ( A当 = 6时 命 不 立 B. n = 6时 命 成 . n 该 题 成 当 该 题 立 C当 = 4时 命 不 立 . n 该 题 成 D当 = 4时 命 成 . n 该 题 立
3.如 命 p(n)对 = k成 ,则 对 = k + 2亦 立 n 果 题 立 它 n 成 , 若 n 又 p(n)对 = 2成 ,则 列 论 确 是 B ) 立 下 结 正 的 ( A (n 对 有 整 n成 .p ) 所 正 数 立 C (n 对 有 正 数 成 .p ) 所 奇 整 n 立 B.p )对 有 正 数 成 (n 所 偶 整 n 立 D (n 对 有 1大 自 数 成 .p ) 所 比 的 然 n 立
数学归纳法Microsoft Word 文档
数学归纳法在中学数学和练习学习的过程中,有一种很常见且基本的数学方法-----数学归纳法,它不仅在中学学习数学有很大的帮助,而且在进一步学习及研究高等数学时也是很重要的方法之一,它在证明正整数有关的命题有独特之处,因此,典型地用于确定一个表达式在所有自然数范围内是成立的或者用于确定一个其他的形式在一个无穷序列是成立的,其主要在数学上证明与自然数N有关的命题的一种特殊方法,由有限个特殊事例进行归纳、猜想、,从而得出一般性的结论,然后加以证明是科学研究的重要思想方法.在研究与正整数有关的数学命题中,此思想方法尤其重要。
首先介绍数学归纳法含义及其原理;其次对数学归纳法的证题步骤进行分析;再次结合例子剖析运用数学归纳法常犯的错误;最后举例说明数学归纳法的灵活应用。
数学归纳法及其原理数学归纳法的含义,用完全归纳法去研究对象是无穷多的命题,一一考察对象是不可能的。
为了实现从有穷到无穷的跨越,一般引入数学归纳法.数学归纳法定义:是一种完全归纳法,主要用来证明与正整数有关的数学命题。
数学归纳法是用递推方式进行的关于在无限正整数上成立的严格、规范的论证方法,自公元前6世纪的毕达哥拉斯时代,甚至更早,一些数学工作者就开始研究数学归纳法。
它的论证思想,最早的使用数学归纳法的证明出现于 (1575年)数学归纳法本质:数学归纳法是一种先得出首个例子的正确性,而后通过递推的方式证明命题是否正确的一种方法. 常用来证明与自然数n有关的相关命题。
对于数学归纳法,有人问:为什么说数学归纳法是严格的证明方法?数学归纳法的原理是什么?数学归纳法的证明过程为什么要有这样的规定格式?数学归纳法的应用前景如何?浅谈数学归纳法的应用:它主要用来研究与正整数有关的数学问题,在高中数学中常用来证明等式成立不等式的证明和数列通项公式及三角恒等式时,常运用有关三角知识、三角公式及三角的变换法。
其次,有一种用于数理逻辑和计算机科学广义的形式的观点指出能被求出值的表达式是等价表达式曾在关于级数求和以及从n个东西中取r个的组合数的表示上得到应用。
数学归纳法PPT课件
归纳步骤的正确性
归纳步骤必须严谨、准确, 确保从$n=k$到 $n=k+1$的推理过程无误, 才能保证数学归纳法的正 确性。
03 数学归纳法的证明方法
直接证明法
总结词
通过直接验证n=1和归纳假设验证n=k+1,逐步推导归纳步骤。
详细描述
在直接证明法中,首先验证基础步骤(n=1),然后提出归纳假设,即假设对 于某个自然数k,结论成立。接着利用归纳假设推导n=k+1时的结论,从而完成 归纳步骤。
归纳基础的作用
归纳基础的作用是提供一个初始 的判断依据,为后续的归纳步骤 提供支撑和依据。
归纳步骤
01
02
03
归纳假设
归纳假设是数学归纳法的 核心,即在$n=k$时命题 成立的基础上,推导出 $n=k+1$时命题也成立。
归纳推理
在归纳假设的基础上,通 过逻辑推理和演绎,推导 出$n=k+1$时命题成立的 过程称为归纳推理。
反向证明法
总结词
通过证明结论的反面不成立,从而证明原结论成立。
详细描述
在反向证明法中,首先提出结论的反面,然后试图证明这个反面不成立。如果反 面不成立,那么原结论必然成立。反向证明法常常用于解决一些不易直接证明的 问题,通过反证发现矛盾,从而得出原结论的正确性。
04 数学归纳法的应用实例
数列求和
详细描述
数学归纳法的变种包括但不限于超数 学归纳法、双数学归纳法和反向数学 归纳法等。这些变种可以使得证明更 加简洁、直观和易于理解。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
详细描述
二项式定理的证明过程可以通过数学归纳 法进行推导。通过归纳法的应用,我们可 以逐步推导出二项式定理的各项展开式, 从而证明了二项式定理的正确性。
2024高考数学数学归纳法知识点整理
2024高考数学数学归纳法知识点整理数学归纳法是高中数学中的重要概念和解题方法之一。
它是一种推理方法,用于证明一些关于整数或正整数的性质。
在高考数学中,对于数学归纳法的理解和运用都是必备的知识点。
本文将整理归纳了2024年高考数学数学归纳法的知识点,以帮助同学们更好地理解和掌握这一内容。
1. 数学归纳法的基本思想数学归纳法是一种证明方法,基本思想是:首先证明当n=1时命题成立,然后假设当n=k时命题成立,再证明当n=k+1时命题也成立。
这样,就可以通过递推的方式证明命题对于所有正整数都成立。
2. 数学归纳法的三个步骤数学归纳法主要包含三个步骤:2.1 基础步骤(或称初始步骤)首先,我们需要证明当n=1时命题成立。
这是数学归纳法的基础,也是推理的起点。
2.2 归纳步骤(或称归纳假设)假设当n=k时命题成立,我们需要证明当n=k+1时命题也成立。
这是数学归纳法的关键,通过这一步骤我们可以建立起命题成立的递推关系。
2.3 归纳结论在经过归纳步骤后,我们可以得出结论:对于所有大于等于1的正整数n,命题都成立。
这是数学归纳法的最终目标,通过这一步骤我们将命题的正确性扩展到了所有正整数上。
3. 数学归纳法的应用数学归纳法在高考数学中有广泛的应用。
下面列举几个常见的应用场景:3.1 证明数列的性质我们可以使用数学归纳法证明某个数列的性质。
以等差数列为例,假设我们已知当n=k时等差数列的某个性质成立,通过归纳步骤可以推导出当n=k+1时该性质也成立。
3.2 证明数学等式数学归纳法也可以用来证明某些数学等式的成立。
例如,我们可以使用数学归纳法证明等式1+2+...+n=n(n+1)/2。
3.3 证明不等式的性质对于一些数学不等式,我们也常常使用数学归纳法进行证明。
例如,证明2^n > n^2对于所有大于等于5的正整数n成立。
4. 数学归纳法的注意事项在使用数学归纳法时,需要注意以下几个方面:4.1 对于基础步骤的证明要充分,不能遗漏。
数学归纳法
应用广泛:在数学 、计算机科学等领 域有广泛应用
数学归纳法的应用范围
证明数学定理 解决数学问题 证明数学公式 证明数学猜想
数学归纳法的证明步骤
初始步骤
基础步骤:证明命题在n=1 时成立
确定命题:明确要证明的命 题
归纳假设:假设命题在n=k 时成立
归纳步骤:证明命题在 n=k+1时成立
归纳步骤
THNK YOU
汇报人:
利用数学归纳法求解数列的极限问题
数列的定义:数列是一列有序的数如1, 2, 3, ... 极限的定义:极限是指一个数列或函数在某一点或某一区间上的极限值 数学归纳法的应用:利用数学归纳法可以求解数列的极限问题 实例:求解数列1/n的极限利用数学归纳法可以证明其极限为0
利用数学归纳法证明不等式
结论推导的严密性
确保每一步推导都有明确的依据 注意逻辑的连贯性和一致性 避免使用未经证明的假设或结论 确保结论的准确性和完整性
应用范围的局限性
数学归纳法只适用于正整 数集
不适用于无限集或非整数 集
数学归纳法不能证明存在 性只能证明唯一性
数学归纳法不能证明非单 调性或不可数性
数学归纳法的拓展与提高
理的假设
归纳推理:根 据假设和已知 条件进行归纳 推理得出结论
验证结论:对 得出的结论进 行验证确保其 正确性和有效
性
推广应用:将 归纳推理的结 果推广到更广 泛的问题中解 决更复杂的问
题
总结反思:总 结归纳推理的 过程和结果反 思存在的问题 和不足提高解 决问题的能力
数学归纳法与其他数学方法的结合运用
确定命题:明确要证明的命题 基础步骤:证明命题在n=1时成立 归纳假设:假设命题在n=k时成立
数学归纳法完整课件
数学归纳法完整课件一、教学内容1. 数学归纳法的基本概念与原理;2. 数学归纳法的应用实例。
二、教学目标1. 理解数学归纳法的定义,掌握其基本原理;2. 学会运用数学归纳法解决实际问题,提高逻辑推理能力;3. 了解数学归纳法在数学及其他领域的广泛应用。
三、教学难点与重点1. 教学难点:数学归纳法的步骤及其在解决问题中的应用;2. 教学重点:数学归纳法的原理及其证明过程。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔;2. 学具:教材、练习本、笔。
五、教学过程1. 实践情景引入利用多媒体课件展示数学归纳法在实际问题中的应用,如:计算斐波那契数列的第n项。
2. 基本概念与原理(1)讲解数学归纳法的定义及原理;(2)通过实例分析,引导学生理解数学归纳法的步骤。
3. 例题讲解选用典型例题,讲解数学归纳法在解决问题中的应用,并引导学生进行步骤分析。
4. 随堂练习设计适量练习题,让学生独立完成,巩固所学知识。
5. 应用拓展介绍数学归纳法在数学及其他领域的应用,如:数列求和、不等式证明等。
六、板书设计1. 数学归纳法2. 主要内容:(1)数学归纳法的定义与原理;(2)数学归纳法的步骤;(3)数学归纳法的应用实例。
七、作业设计1. 作业题目:(1)用数学归纳法证明:1+2+3++n = n(n+1)/2;(2)用数学归纳法证明:2^n > n (n为正整数)。
2. 答案:(1)证明:当n=1时,等式成立;假设当n=k时,等式成立,即1+2+3++k = k(k+1)/2;当n=k+1时,等式左边为1+2+3++k+(k+1) = k(k+1)/2 + (k+1) = (k+1)(k+2)/2;等式右边为(k+1)(k+2)/2;由假设知,等式成立。
(2)证明:当n=1时,2^1 > 1,等式成立;假设当n=k时,2^k > k,等式成立;当n=k+1时,2^(k+1) = 2^k + 2^k > k + 2^k;由假设知,2^k > k,所以2^(k+1) > k + k = 2k;因为k为正整数,所以2k > k+1;所以2^(k+1) > k+1;由假设知,等式成立。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
数学归纳法
一、知识梳理
1.数学归纳法:一般地,证明一个与正整数n有关的命题的步骤如下:
(1)(归纳奠基)_验证时命题成立____;
(2)(归纳递推)_假设时命题成立,证明时命题也成立.其证明的方法叫做数学归纳法.2.数学归纳法学习要点:
(1)理解第一步是推理的基础,第二步是推理的依据,两者缺一不可;
(2)在证明第二步时命题成立,一定要用上归纳假设时命题成立;另外在证明
第二步时首先要有明确的目标式,即确定证题方向;
(3)数学归纳法常和合情推理综合应用,特别常以归纳推理为前提.
二、题型探究
题型1:与自然数有关的等式证明
已知数列的前和为,其中且
(1)求
(2)猜想数列的通项公式,并用数学归纳法加以证明.
解答:(1),又,则,类似地求得
(2)由,,…猜得:
以数学归纳法证明如下:
①当时,由(1)可知等式成立;
②假设当时猜想成立,即
那么,当时,由题设得
,
所以==
-
因此,
所以
这就证明了当时命题成立.
由①、②可知命题对任何都成立.
例2 是否存在常数使等式
对一切正整数成立?证明你的结论.
解:分别用=1,2,3代入解方程组
下面用数学归纳法证明.
(1)当=1时,由上可知等式成立;
(2)假设当时,等式成立,即
则当时,
左边=
=
=
=
∴当时,等式成立.
由(1)(2)得等式对一切的均成立.
与自然数有关的不等关系证明
例3 由下列不等式:,,,,,
你能得到一个怎样的一般不等式?并加以证明.
解:根据给出的几个不等式可以猜想第个不等式,即一般不等式为:
.
用数学归纳法证明如下:
(1)当时,,猜想成立;
(2)假设当时,猜想成立,即,
则当时,
,即当时,猜想也正确,所以对任意的,不等式成立.
三、方法提升
1.用数学归纳法证明问题应注意:
(1)第一步验证时,并不一定是1.
(2)第二步证明的关键是要运用归纳假设,特别要弄清由到时命题的变化.
(3)由假设时命题成立,证时命题也成立,要充分利用归纳假设,要恰当地“凑”出目标.
四、巩固训练
(一)选择题:
1.利用数学归纳法证明“= ,( )”时,在验证
成立时,左边应该是( C )
(A)1 (B) (C) (D)
2.某个命题与正整数n有关,如果当时命题成立,那么可推得当时命题也成立. 现已知当时该命题不成立,那么可推得( A )
(A)当时该命题不成立(B)当时该命题成立
(C)当时该命题不成立(D)当时该命题成立
3.如果命题对成立,则它对也成立,现已知对不成立,则
下列结论正确的是(D)
(A)对成立(B)对且成立
(C)对且成立(D)对且不成立
4.已知n为正偶数,用数学归纳法证明
时,若已假设为偶数)时命题为真,则还需要用归纳假设再证( B )(A)时等式成立(B)时等式成立
(C)时等式成立(D)时等式成立
5.设,则( D )
(A)(B)(C)(D)
6.数列中,,表示前项和,且,,2 成等差数列,通过计算,,,猜想当时,的表达式是( B )
(A)(B)(C)(D)1-
(二)填空题:
7.观察下列式子:…则可归纳出_______.
(n∈N*)
8.设= + + +…+ (n∈N *),=
-
9.用数学归纳法证明“1+ + +…+ <n(n∈N*,n>1)”时,由(k>1)不等式成立,推证时,左边应增加的项数是2k
10.已知,则,,由此猜想_ __.
(三)解答题:
11.用数学归纳法证明:;
提示:当时,左边= .
12.已知,数列的通项,记为的前项和,试比较
与的大小,并证明你的结论.
解:由bn=2n-1知
而,
要比较与的大小,可先比较与的大小.
取=1,2,3可以发现:前者大于后者,由此推测
>. ①
下面用数学归纳法证明上面猜想:
(1)当n=1时,不等式①成立.
(2)假设时,不等式①成立,即>.
那么时,
>(1+)=.
又[]2-()2=>0,
∴>=
∴当时①成立.
综合(1)(2),n∈N*时①成立.由函数单调性可判定.
五、高考链接。