07数学归纳法应用举例

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数学归纳法的应用

数学归纳法的应用

数学归纳法的应用数学归纳法是一种证明数学命题的重要方法,通过数学归纳法可以从一个基础情形开始,逐步推导出所有情形成立的结论。

它在许多数学领域中都有广泛的应用,包括代数、数论、组合数学等等。

本文将详细探讨数学归纳法在各个领域中的应用。

一、代数中的数学归纳法应用在代数中,数学归纳法可以用来证明各类等式和不等式的成立。

以证明等差数列的和公式为例,首先我们可以选取一个基础情形,例如当n=1时,等差数列的和为首项本身。

接着我们假设当n=k时,等差数列的和成立,即1+2+...+k=k(k+1)/2。

然后我们通过数学归纳法的步骤,证明当n=k+1时,等差数列的和也成立。

具体的证明步骤可以通过化简等式得到。

这样,我们就可以得出等差数列和公式的普遍成立性。

二、数论中的数学归纳法应用在数论中,数学归纳法常被用来证明自然数的一些性质。

例如,我们可以用数学归纳法证明任意自然数的平方和公式。

首先我们取n=1时,平方和为1。

然后我们假设当n=k时,平方和公式成立,即1²+2²+...+k²=k(k+1)(2k+1)/6。

接着我们通过数学归纳法的步骤,证明当n=k+1时,平方和公式也成立。

具体的证明过程可以通过算术运算得到,最终得到平方和公式的普遍成立性。

三、组合数学中的数学归纳法应用在组合数学中,数学归纳法被广泛应用于证明一些组合恒等式和性质。

以证明组合恒等式的成立为例,我们可以选取一个基础情形,例如当n=1时,组合恒等式左右两边相等。

接着我们假设当n=k时,组合恒等式成立。

然后通过数学归纳法的步骤,证明当n=k+1时,组合恒等式也成立。

具体的证明过程可以通过组合恒等式的性质得到,最终得到组合恒等式的普遍成立性。

综上所述,数学归纳法作为一种重要的数学证明方法,在代数、数论、组合数学等领域中都有广泛的应用。

通过选取基础情形,并假设递推情形成立,再通过数学归纳法的步骤推导出结论,我们可以得出很多数学命题的成立性。

数学归纳法及其应用举例(教案)

数学归纳法及其应用举例(教案)

数学归纳法及其应用举例(教案)章节一:数学归纳法的概念与步骤教学目标:1. 了解数学归纳法的定义与基本步骤。

2. 掌握数学归纳法的一般形式。

教学内容:1. 引入数学归纳法的概念。

2. 讲解数学归纳法的基本步骤。

3. 示例说明数学归纳法的应用。

教学活动:1. 引导学生思考数学归纳法的定义。

2. 通过具体例子讲解数学归纳法的步骤。

3. 让学生尝试使用数学归纳法解决简单问题。

作业与练习:1. 完成课后练习,巩固数学归纳法的概念与步骤。

2. 选取一些简单的数学问题,尝试使用数学归纳法解决。

章节二:数学归纳法的证明步骤教学目标:1. 掌握数学归纳法的证明步骤。

2. 能够运用数学归纳法证明简单的不等式或定理。

教学内容:1. 讲解数学归纳法的证明步骤。

2. 示例说明数学归纳法在证明不等式和定理中的应用。

教学活动:1. 引导学生理解数学归纳法的证明步骤。

2. 通过具体例子讲解数学归纳法在证明不等式和定理中的应用。

3. 让学生尝试使用数学归纳法证明简单的不等式或定理。

作业与练习:1. 完成课后练习,巩固数学归纳法的证明步骤。

2. 选取一些简单的不等式或定理,尝试使用数学归纳法进行证明。

章节三:数学归纳法的扩展与应用教学目标:1. 了解数学归纳法的扩展形式。

2. 掌握数学归纳法在解决实际问题中的应用。

教学内容:1. 讲解数学归纳法的扩展形式。

2. 示例说明数学归纳法在解决实际问题中的应用。

教学活动:1. 引导学生思考数学归纳法的扩展形式。

2. 通过具体例子讲解数学归纳法在解决实际问题中的应用。

3. 让学生尝试使用数学归纳法解决实际问题。

作业与练习:1. 完成课后练习,巩固数学归纳法的扩展形式。

2. 选取一些实际问题,尝试使用数学归纳法解决。

章节四:数学归纳法的局限性与改进教学目标:1. 了解数学归纳法的局限性。

2. 学会改进数学归纳法的证明过程。

教学内容:1. 讲解数学归纳法的局限性。

2. 示例说明如何改进数学归纳法的证明过程。

数学归纳法的应用

数学归纳法的应用

数学归纳法的应用数学归纳法是一种证明数学命题的常用方法,广泛应用于数学和计算机科学等领域。

它通过证明基础情况的成立以及递推关系的正确性,从而得出整个命题的正确性。

以下将以几个实际例子来展示数学归纳法的应用。

一、证明等差数列求和公式考虑等差数列的求和公式,即对于公差为d的等差数列a_1, a_2, ...,a_n,其和Sn可以表示为Sn = (n/2)(a_1 + a_n)。

现在我们使用数学归纳法来证明这个公式的正确性。

首先,我们验证基础情况,即当n=1时,公式成立,因为此时Sn = a_1。

接下来,我们假设当n=k时,公式成立,即对于等差数列a_1,a_2, ..., a_k,有Sk = (k/2)(a_1 + a_k)。

然后,我们需要证明当n=k+1时,公式也成立。

考虑等差数列a_1,a_2, ..., a_k, a_k+1,其和记为Sk+1。

根据归纳假设,Sk = (k/2)(a_1 +a_k)。

我们可以将Sk+1拆分为Sk + a_k+1,代入归纳假设的表达式,得到Sk+1 = (k/2)(a_1 + a_k) + a_k+1。

化简上述表达式,得到Sk+1 = (k/2)(a_1 + a_k) + 2a_k+1/2。

再进一步化简,可得Sk+1 = ((k+1)/2)(a_1 + a_k+1),即公式对于n=k+1也成立。

由此可见,当基础情况成立且递推关系成立时,等差数列求和公式对于所有自然数n均成立。

二、证明斐波那契数列的性质斐波那契数列是一个递推数列,定义为F(n) = F(n-1) + F(n-2),其中F(1) = F(2) = 1。

我们使用数学归纳法来证明斐波那契数列的另一个性质:F(n) < 2^n,对于所有n大于等于2的自然数成立。

首先,我们验证基础情况,即当n=2时,F(2) = 1,而2^2 = 4,显然F(2) < 2^2。

接下来,我们假设当n=k时,F(k) < 2^k成立。

数学归纳法在中学数学中的应用

数学归纳法在中学数学中的应用

数学归纳法在中学数学中的应用数学归纳法是高中数学中的一项重要内容,它不仅在代数学和数学分析中具有广泛的应用,而且在初中数学中也扮演着重要的角色。

本文将重点介绍中学数学中数学归纳法的应用,以及如何正确运用数学归纳法解题。

一、数学归纳法的基本思想数学归纳法是一种证明方法,通常用于证明由自然数组成的数列或命题,其基本思想是:第一步:证明当n=1时,命题成立。

第二步:假设当n=k(k≥1)时命题成立,并用此假设来证明当n=k+1时命题也成立。

第三步:由第一、二步可知,对于集合{1,2…}中的每一个正整数n,命题成立。

二、应用举例1.证明1+2+…+n=n(n+1)/2对于此题,我们可以按照数学归纳法的步骤逐步解题。

第一步:当n=1时,1=1(1+1)/2,命题成立。

第二步:假设当n=k时1+2+…+k=k(k+1)/2,根据假设,当n=k+1时:1+2+…+k+(k+1)=(k)(k+1)/2+(k+1)=(k+1)(k/2+1)=(k+1)((k+1)+1)/2命题成立。

第三步:由第一、二步可知,对于集合{1,2…}中的每一个正整数n,命题成立。

因此,数学归纳法可以用来证明1+2+…+n=n(n+1)/2。

(注:此处省略了对不符合条件的情况的讨论)2.证明以下命题成立2的n次方大于等于n+1,其中n为正整数。

第一步:当n=1时,2的1次方大于等于1+1,命题成立。

第二步:假设当n=k时,2的k次方大于等于k+1,根据假设,当n=k+1时:2的k+1次方大于等于2(k+1)而(k+1)+1=k+2因此,当n=k+1时,命题成立。

第三步:由第一、二步可知,对于集合{1,2…}中的每一个正整数n,命题成立。

因此,命题为真。

三、数学归纳法的要点虽然数学归纳法是一种简单的证明方法,但是正确的运用还有一定难度。

下面是数学归纳法中需注意的要点:1.首先要确保递推式适用于所有的正整数。

2.要明确所要证明的命题。

3.要分清递推式、递推式中的变量和由递推式推出的式子。

数学归纳法及其应用举例(一)

数学归纳法及其应用举例(一)

3. 如果让你设计多米诺骨
牌你怎么设计?
数学归纳法:(1)先证明当n取第一个 值n0(例如n=1)时命题成立,(2)然后假 设当n=k ( kN, k n0)时命题成立,并 证明当n=k+1时命题也成立,那么就证明 这个命题成立.
二.探究原理
1.已知数列{an},an=(n2-5n+5)2 ,
教 学 程 序 设 计
抽象原理
探究原理
变式训练
应用举例
一. 抽象原理
1.一个盒子里有很多个乒乓球, 第一次摸出一个是橙色,第二次、 第三次摸出的都是橙色,能否就 说第四个也是橙色?
盒子里有十个乒乓球, 怎么证明都是橙色?
2. 已知数列{an}满足a1=1, sn 是数列{an}的前n项和, sn=2 a n (n >1,nN)求an
数学归纳法及其应用举例(一)
教学目标 :
初步理解“数学归纳法原理” 的涵义,并正确运用数学归纳 法解决简单的数学问题.
掌握数学归纳法证题的两个 步骤和一个结论. 透过现象看本质的辨证唯物 主义教育.
重点难点 :
理解数学归纳法涵义.
设计思想:
以自主探究,合作交流的学习 方式,开展探究数学归纳法的 思想方法的形成过程.
(1)求a1,a2,a3,a4 (2)能否得出an=1 2. 判断下列证明方法对不对? 假设n=k时,等式 2+4+6+…+2n=n2+n+1成立,
就是 2+4+6+…+2k=k2+k+1.
那么2+4+6+…+2k+2(k+1)=k2+k+1+2(k+1)=(k+1)2+(k+1)+1. 这就是说,如果n=k时等式成立,那么n=k+1时等式也成立.对于 任何n N*,

《数学归纳法应用举例》 讲义

《数学归纳法应用举例》 讲义

《数学归纳法应用举例》讲义一、数学归纳法的基本原理数学归纳法是一种用于证明与自然数有关的命题的重要方法。

它基于两个基本步骤:基础步骤和归纳步骤。

基础步骤:证明当 n 取第一个值(通常是 1)时,命题成立。

归纳步骤:假设当 n = k(k 是一个满足条件的自然数)时命题成立,然后证明当 n = k + 1 时命题也成立。

通过这两个步骤,就可以得出对于所有的自然数 n,命题都成立的结论。

二、简单的应用举例例 1:证明 1 + 2 + 3 +… + n = n(n + 1) / 2基础步骤:当 n = 1 时,左边= 1,右边= 1×(1 + 1) / 2 = 1,等式成立。

归纳步骤:假设当 n = k 时等式成立,即 1 + 2 + 3 +… + k =k(k + 1) / 2 。

那么当 n = k + 1 时,左边= 1 + 2 + 3 +… + k +(k + 1) ,而右边=(k + 1)(k + 2) / 2 。

左边= k(k + 1) / 2 +(k + 1) =(k + 1)(k + 2) / 2 =右边,所以当 n = k + 1 时等式也成立。

例 2:证明 1^2 + 2^2 + 3^2 +… + n^2 = n(n + 1)(2n + 1) /6基础步骤:当 n = 1 时,左边= 1^2 = 1,右边= 1×(1 + 1)×(2×1 + 1) / 6 = 1,等式成立。

归纳步骤:假设当 n = k 时等式成立,即 1^2 + 2^2 + 3^2 +…+ k^2 = k(k + 1)(2k + 1) / 6 。

当 n = k + 1 时,左边= 1^2 + 2^2 + 3^2 +… + k^2 +(k +1)^2 ,右边=(k + 1)(k + 2)(2k + 3) / 6 。

左边= k(k + 1)(2k + 1) / 6 +(k + 1)^2 ,经过化简可得(k + 1)(k + 2)(2k + 3) / 6 =右边,所以当 n = k + 1 时等式也成立。

数学归纳法的应用与证明技巧

数学归纳法的应用与证明技巧

数学归纳法的应用与证明技巧数学归纳法是我们在学习数学的过程中经常会接触到的一种证明方法。

它的应用范围很广,可以用来证明各种数学定理、性质和命题。

在本文中,我将介绍数学归纳法的基本原理以及一些常用的证明技巧。

一、数学归纳法的基本原理数学归纳法是一种用来证明命题在自然数集上成立的方法,它包含两个基本步骤:基础步和归纳步。

1. 基础步:首先,我们需要证明命题在最小的自然数上成立,通常是证明命题在n=1时成立。

2. 归纳步:接下来,我们假设命题在自然数k上成立(k为任意自然数),然后通过这个假设证明命题在自然数k+1上也成立。

通过这两个步骤,我们就可以得出结论,命题在自然数集上成立。

二、数学归纳法的应用举例在数学中,有很多可以使用数学归纳法进行证明的命题。

下面,我将通过几个具体的例子来说明数学归纳法的应用。

1. 证明1+2+...+n = n(n+1)/2首先,我们需要证明基础步。

当n=1时,左边的和式为1,右边的表达式为1(1+1)/2,两边相等,命题成立。

接下来,我们假设命题在自然数k上成立,即1+2+...+k = k(k+1)/2。

然后,我们可以通过这个假设来证明命题在自然数k+1上也成立。

当n=k+1时,左边的和式为1+2+...+k+(k+1),根据假设,我们知道1+2+...+k = k(k+1)/2,将其代入等式中得到:1+2+...+k+(k+1) = k(k+1)/2 + (k+1) = (k+1)(k+2)/2右边的表达式为(k+1)(k+2)/2,所以命题在自然数k+1上也成立。

通过基础步和归纳步,我们可以得出结论,命题1+2+...+n =n(n+1)/2在自然数集上成立。

2. 证明2的n次方大于n,当n≥4时成立首先,我们证明基础步。

当n=4时,2的4次方等于16,大于4,命题成立。

接下来,我们假设命题在自然数k上成立,即2的k次方大于k。

然后,我们通过这个假设来证明命题在自然数k+1上也成立。

数学归纳法及应用举例

数学归纳法及应用举例

数学归纳法及应用举例重点难点分析:(1)数学归纳法的第一步是验证命题递推的基础,第二步是论证命题递推的依据,两个步骤密切相关,缺一不可。

(2)归纳思想充分体现了辩证唯物主义的特殊与一般的思想,是数学的基本思想,数学归纳法体现了有限与无限的辩证关系与转化思想。

(3)归纳——猜想——证明是经常运用的数学方法,观察是解决问题的前提条件,需要进行合理的试验和归纳,提出合理的猜想,从而达到解决问题的目的。

(4)数学归纳法的应用通常与数学的其它方法联系在一起,如比较法,放缩法,配凑法,分析法和综合法等。

典型例题:例1.用数学归纳证明:=-n(n+1)(4n+3)。

证明:①当n=1时,左边,右边=-1(1+1)(4+3)=-14,等式成立。

②假设n=k时等式成立,即=-k(k+1)(4k+3)。

那么n=k+1时,+[(2k+1)(2k+2)2-(2k+2)(2k+3)2] =-k(k+1)(4k+3)-2(k+1)(4k2+12k+9-4k2-6k-2)=-(k+1)[4k2+3k+2(6k+7)]=-(k+1)(4k2+15k+14)=-(k+1)(k+2)(4k+7)=-(k+1)[(k+1)+1][4(k+1)+3],等式也成立。

由①②知,当n∈N′时等式成立,∴原命题成立。

例2.试证S n=n3+(n+1)3+(n+2)3能被9整除。

证明:①n=1时,S1=4×9,能9整除。

②假设,n=k时,S k能被9整除,则S k+1=(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3=S k+(k+3)3-k3=S k+9(k3+3k+3)由归纳假设知S k+1能被9整除,也就是说n=k+1时命题也成立。

综上所述:命题成立。

点评:用数学归纳法证明整除问题时,关键是把n=k+1时的式子分成两部分,其中一部分应用归纳假设,另一部分经过变形处理,确定其能被某数(某式)整除。

例3.通过一点有n个平面,其中没有任何3个平面交于同一条直线,用数学归纳法证明这些平面把空间分成(n2-n+2)个部分。

数学归纳法证明经典事例

数学归纳法证明经典事例

数学归纳法证明经典事例数学归纳法是一种用于证明与自然数有关的命题的重要方法。

它的基本思路是先证明当自然数取第一个值(通常是 1)时命题成立,然后假设当自然数为某个值 k 时命题成立,在此基础上证明当自然数为 k+ 1 时命题也成立。

通过这样的“奠基”和“递推”步骤,就可以证明对于所有的自然数,命题都成立。

接下来,让我们通过几个经典事例来深入理解数学归纳法的应用。

一、证明等差数列前 n 项和公式我们都知道等差数列的通项公式为\(a_n = a_1 +(n 1)d\),其中\(a_1\)为首项,\(d\)为公差。

现在要证明等差数列的前\(n\)项和公式\(S_n =\frac{n(a_1 + a_n)}{2}\)。

首先,当\(n = 1\)时,\(S_1 = a_1\),而\(\frac{1\times(a_1 + a_1)}{2} = a_1\),命题成立。

假设当\(n = k\)时,\(S_k =\frac{k(a_1 + a_k)}{2}\)成立。

那么当\(n = k + 1\)时,\(S_{k + 1} = S_k + a_{k + 1}\)\\begin{align}S_{k + 1}&=\frac{k(a_1 + a_k)}{2} + a_1 + kd\\&=\frac{ka_1 + ka_k + 2a_1 + 2kd}{2}\\&=\frac{(k + 1)a_1 +(ka_k + 2kd)}{2}\\&=\frac{(k + 1)a_1 + a_1 +(k + 1 1)d(k + 1)}{2}\\&=\frac{(k + 1)(a_1 + a_{k + 1})}{2}\end{align}\所以当\(n = k + 1\)时命题也成立。

由数学归纳法可知,对于任意自然数\(n\),等差数列前\(n\)项和公式\(S_n =\frac{n(a_1+ a_n)}{2}\)成立。

二、证明\(1 + 2 + 3 +\cdots + n =\frac{n(n + 1)}{2}\)当\(n = 1\)时,左边\(= 1\),右边\(=\frac{1\times (1 +1)}{2} = 1\),等式成立。

数学归纳法及应用

数学归纳法及应用

数学归纳法及应用数学归纳法是一种用于证明数学命题的常用方法,它基于数学归纳原理。

数学归纳法主要分为弱归纳法和强归纳法两种形式。

弱归纳法用于证明对于所有自然数n都成立的命题,而强归纳法可以用于证明对于所有整数n都成立的命题。

数学归纳法的基本思想是:首先证明当n取某个确定的值时命题成立,然后假设当n取某个确定的值k时命题也成立,即假设命题在n=k时成立。

然后利用这个假设证明当n=k+1时命题也成立,即证明命题在n=k+1时成立。

这样就完成了数学归纳法的证明过程。

数学归纳法常用于证明整数性质、集合性质、不等式、等式等各类数学命题。

下面分别以几个例子来说明数学归纳法的应用。

首先考虑一个经典的例子:证明对于任意自然数n,1+2+3+...+n = n(n+1)/2。

我们首先验证当n=1时等式成立:1 = 1*(1+1)/2,等式两边相等。

然后假设当n=k时等式成立,即1+2+3+...+k = k(k+1)/2。

我们来证明当n=k+1时等式也成立:1+2+3+...+k+(k+1) = (k+1)(k+2)/2。

根据假设,我们可以将等式左边的1+2+3+...+k替换为k(k+1)/2,得到k(k+1)/2+(k+1) = (k+1)(k+2)/2。

化简得(k^2+k+2k+2)/2 = (k+2)(k+1)/2,等式两边相等。

因此,根据数学归纳法可知对于任意自然数n,1+2+3+...+n = n(n+1)/2。

接下来考虑一个关于集合性质的例子:证明任意n个集合的交集非空。

我们首先验证当n=2时命题成立:假设A和B是任意两个集合,根据集合论的基本性质,如果A和B的交集为空集,则A和B的并集中的元素个数等于A和B的元素个数之和。

而对于任意两个非空集合,它们的并集中的元素个数大于它们的元素个数之和。

因此,如果A和B的交集为空集,则它们的并集中的元素个数等于A和B的元素个数之和,即A和B的并集非空。

因此,当n=2时命题成立。

归纳法和演绎法的例子

归纳法和演绎法的例子

归纳法和演绎法的例子归纳法(induction)和演绎法(deduction)是数学和逻辑学中最基本的两种推理方式。

归纳法是从个别事实和经验中归纳出一般规律或结论,而演绎法是从一般规律、前提或假设出发,推导出具体的结论。

本文将分别介绍这两种推理方法并给出相关例子。

一、归纳法归纳法是从多个具体的、个别的观察或实验结果出发,归纳出一个普遍规律或结论,常用于证明一个命题在特定条件下成立。

它的主要特点是在没有任何假定的情况下,从个别到一般地推理。

其基本思想是:如果一个规律在前面的多次实验中都成立,那么它很可能在未来的实验中同样成立。

下面是一些归纳法的例子:1、所有的猫都会发出“喵喵”的声音。

2、在各种水温下观察,水会沸腾。

3、多项式$$P(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+\cdots+a_nx^n$$的$n$次项系数$a_n$等于$$\frac{1}{n!}\cdot\frac{d^n}{dx^n}P(x)|_{x=0}$$二、演绎法演绎法是从一般规律或已知的前提出发,推导出具体的结论,常被用于检验新命题是否符合已知规律或前提条件。

它的主要特点是具有推理的假设和已有证据的支持,也就是说,如果前提成立,那么结论一定成立。

下面是一些演绎法的例子:1、所有的狗都是哺乳动物,巴迪是一只狗,因此巴迪是哺乳动物。

2、所有的直角三角形都有两个直角边的平方和等于斜边平方和,已知$AB=3,AC=4,BC=5$,那么三角形ABC是个直角三角形。

3、假设$m \perp n,n\perp p$,那么$m\perp p$。

三、归纳法与演绎法的应用虽然归纳法和演绎法是两种不同的推理方法,但它们通常会相辅相成,相互作用。

例如,在证明数学归纳法时,我们通常会先用演绎法证明基础情况,再用归纳法证明一般情况。

又如,在科学研究中,科学家们往往会首先从对某些具体的现象进行观察和实验,再通过归纳法得出一个规律,然后用演绎法将这个规律推广到更广泛的范围。

数学归纳法例子

数学归纳法例子

数学归纳法例子
1. 你看那摆多米诺骨牌,第一块倒下了,后面的就依次跟着倒下,这就像数学归纳法呀!比如从 1 加到 100,先证明当 n=1 时等式成立,这就是第一块骨牌倒下了,然后假设 n=k 时成立,推导出 n=k+1 时也成立,这
不就是后面的骨牌依次倒下嘛!
2. 回想一下我们小时候爬楼梯,第一步跨上去了,然后知道如果这一步能跨上去,下一步也一定能,这不就是数学归纳法的应用嘛!比如证明一个数列的规律,一开始验证最初的情况,接着就能推广到后面所有的情况啦,多神奇呀!
3. 哎呀,大家想想植树,种第一棵树是关键的第一步呀,然后知道只要一种了这一棵,按照同样的方法就能种下后面所有的树,这和数学归纳法多像呀!像证明某个等式对所有自然数都成立,先证明开始的基础情况,再能一步步推导下去,有意思吧!
4. 你有没有玩过传递消息的游戏呀?第一个人把消息准确无误地传递出去了,然后后面的人也能同样准确传下去,这也包含了数学归纳法的道理呀!就好比要证明一个定理,只要开头对了,后面就能顺着证明下去,是不是很奇妙呢?
5. 想想看盖房子,打牢第一块基石是多么重要啊,这就是最开始的证明,然后一层一层往上盖,就跟数学归纳法一样!比如证明一个整除的问题,搞定了最初的情况,就可以一步步扩展到所有情形,真是太妙了!
6. 你知道吗,就像拼图游戏,我们拼好第一块,就有信心能一块一块把整个图拼好,这简直就是数学归纳法!比如证明一个几何性质,先搞定一个最小的情况,然后就能逐步涵盖所有的情况,太让人惊叹啦!
7. 当我们排队的时候,第一个人站好了,后面的人依次排好,这不就是一个生动的数学归纳法例子嘛!像证明一个计算式子对所有自然数成立,弄清楚了开头,然后一步步推进,哇塞,简直太厉害了!总之,数学归纳法就是这么神奇又实用,让我们能解决好多看似复杂的问题呢!。

数学归纳法的例子

数学归纳法的例子

数学归纳法的例子1. 你知道吗,从 1 加到 100 有个超级简单的办法,这就是通过数学归纳法呀!就好像爬楼梯,先证明第一步能跨上去,然后假设第 n 步能跨上去,就能证明第 n+1 步也能跨上去。

2. 想想看,证明一个数列的通项公式是不是很难呀?但用数学归纳法就像打开一扇门一样,先验证开头对不对,然后根据假设走下去。

比如证明1+3+5+……+(2n-1)=n²。

3. 哎呀,数学归纳法就好像建房子,打好了基础,一层一层往上盖。

比如说证明一个几何性质,先搞定最开始的情况,然后顺着假设去盖下一层。

4. 难道你不觉得数学归纳法很神奇吗?就像多米诺骨牌一样,只要第一张倒下,后面的就能依次倒下。

就像证明连续自然数的某个性质。

5. 嘿,你瞧!数学归纳法就跟走一条路似的,先走一步,觉得行,然后假设再走很多步都没问题,不就走完了嘛。

像证明整除的问题就可以这样。

6. 哇塞,数学归纳法在很多难题面前简直就是救星啊!好比登山,先迈出第一步,然后就顺着假设往上爬。

比如证明不等式的时候。

7. 你可别小瞧数学归纳法呀!它就如同魔法棒,能解决好多问题呢。

像证明与排列组合有关的结论时就能大显身手啦!8. 哈哈,数学归纳法是不是特别有意思呀?简直就是一把万能钥匙。

好比解连环锁,先解开一环,然后根据假设依次解开其他环。

例如证明某个递推关系成立。

9. 数学归纳法真的超厉害!不管遇到什么难题,它都能勇敢地冲上去。

它就是我们解决问题的好帮手,就像战士手中的利剑!我的观点结论:数学归纳法是一个非常强大且实用的工具,能够帮助我们解决众多数学问题,让人不得不感叹数学的奇妙和伟大呀!。

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复习引入:
找准起点 奠基要稳
数学归纳法是一种证明与自然数有关的数学命题的重要方法。 其格式主要有两个步骤、一个结论: (1)验证当n取第一个值n0(如 n0=1或2等)时结论正确; 验证初始条件 (2)假设n=k时结论正确,在假设之下,证明n=k+1时结论也 正确; 用上假设 假设推理 递推才真 (3)由(1)、(2)得出结论. 点题
2
k 1
2 2 2 k ≥ k 5 k k 2 k 1 ( k 1)
k 2
2 2
2
这就是说,当n=k+1时,命题也是正确的. 由(1)和(2)可以断定,这个命题对 于所有大于或等于5的正整数n都正确。
例4.求证:凸n边形的对角线的条数为
f (n) n ( n 3) 2 , (n ≥ 4)
f (n) 1
1 2
2

1 3

1 n
, 求证
:
1
f (2 )
n
n 2 2
( n 1).
证:(1)当n=2时, f ( 2 ) f ( 4 ) 1 2 3 4 2 12 不等式成立. (2)假设当n=k(k≥2)时不等式成立,即 则当n=k+1时, 1 有: 1 1
1
2
13

2
2
35

n
2
( 2 n 1)( 2 n 1)

n n
2
4n 2
( n N ).
*
(1)当n=1时,由上面解法知结论正确.
(2)假设当n=k时结论正确,即:
1
2
13
2

2
2
35
2

k
2
( 2 k 1)( 2 k 1)
2

k
2
k
4k 2
证明:(1)当n=4时,四边形的对角线有2条, f(4)=2,所以对于n=2,命题成立. (2)设凸k边形的对角线的条数为
f (k ) k ( k 3) 2 , (k ≥ 4)
当n=k+1时,k+1边形比k边形多了一个顶点, 该顶点与原k边形中的(k-2)个顶点可连成(k- 2)条对角线,而原来的一条边也变成对角线,故 (k+1)边形比k边形增多了(k-1)条对角线,
例6、是否存在常数a、b,使得等式:
1
2
13

2
2
35

n
2
( 2 n 1)( 2 n 1)
3a b 1

an
2
n
bn 2
a 1
对一切正整数n都成立,并证明你的结论. 解:令n=1,2,并整理得
{ , { . 10 a 3 b 2 b4
以下用数学归纳法证明:
2

( k 1)(2 k 7 k 6 )
2
6 ( k 1)[( k 1) 1][2 ( k 1) 1] 6
这就是说,当n=k+1时,等式也成立, 由(1)和(2)可以断定,等式对任何 n∈N+都成立。
例2.证明:平面上n个圆最多把平面分成n2- n+2个区域。 证明:(1)一个圆将平面分成2个区域,而当 n=1时,n2-n+2=2,因此结论当n=1时成立; (2)假设当n=k时,结论成立,即k个圆最多把 平面分成k2-k+2个区域。在此基础上,为使区 域最多,应使新增加的圆与前k个圆都交于两点, 于是新增2k个交点, 这2k个交点将新圆分成2k段弧,这2k段弧将所 经过的区域一分为二,因此新增2k个区域,这样 k+1个圆最多把平面分成
(k2-k+2) +2k=(k+1)2-(k+1)+2个区域,
这就是说,当n=k+1时,结论也正确,
由(1)和(2)可以断定,结论对任何 n∈N+都正确。
例3.求证:当n≥5时,2n>n2,
证明:(1)当n=5时,25=32,52=25,因 此25>52,即n=5时,结论正确; (2)假设当n=k(k≥5)时,这个命题是正 确的,那么由2k>k2得
即当n=k+1时,不等式成立. 由(1),(2)所证不等式对一切 n N , n 2 都成立.
小结:
重点:两个步骤、一个结论; 注意:递推基础不可少,
归纳假设要用到,
结论写明莫忘掉。
f (2
k 1
1
1
1

22 2
k
,
k 2 2 .
f (2 )
) f (2 )
k
2 1
k

2 2
k

2 2
k 1

k 2 2 k 2 2

1 2 1
k

1 2 2
k
2 .
1
k 1
k 2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
k
1 2
k 1
1 2

( k 1) 2 2

( k 1)( 2 k
3k 2 k 2)
2 ( 2 k 1)( 2 k 3 ) k
2


3k 2 4k 6

( k 1) ( k 1)
2
4 ( k 1) 2
故当n=k+1时,结论也正确. 根据(1)、(2)知,对一切正整数n,结论正确.
例7、已知
.
则当n=k+1时,
1 13 k
2
2
35 k

k
( 2 k 1)( 2 k 1)
2

( k 1)
2
( 2 k 1)( 2 k 3 )
2
( k 1)
4k 2
( 2 k 1)( 2 k 3 )
2

k ( k 1)( 2 k 3 ) 2 ( k 1) 2 ( 2 k 1)( 2 k 3 ) ( k 1)( 2 k 1)( k 2 ) 2 ( 2 k 1)( 2 k 3 ) .
2 2 2 2

k ( k 1)( 2 k 1) 6
那么
1 2 3 k ( k 1)
2 2 2 2 2
k ( k 1)( 2 k 1) 6
( k 1)
2

k ( k 1)(2 k 1) 6 ( k 1) 6 ( k 1)(( k 2 )(2 k 3) 6
例5.求证当n为正奇数时7n+1能被8整除. 证明: (1) n=1时,71+1=8能被8整除;
(2) 假设n=k (k为正奇数)时7k+1能被8整除 (设7k+1=8M,M∈N) 则当n=k+2时, 7k+2+1=72·k+72-72+1=72(7k+1)-48 7 =49×8 M -8×6 =8(49M-6) ∵49M-6∈N ∴命题成立 由(1)、(2)可知当n为正奇数时 7n+1能被8整除.
写明结论 才算完整
2.3.2 数学归纳法应用举例
例1.用数学归纳法证明:
1 2 3 n
2 2 2 2
n ( n 1)( 2 n 1) 6
证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=1, 等式成立; (2)假设当n=k时,等式成立,即
1 2 3 k
所以
f ( k 1)

k ( k 3)
( k 1)
k k 2
2
2 2 k 3k 2 k 2
2

( k 1)[( k 1) 3] 2
2
即n=k+1时,命题成立。 由(1)、(2)可知,凸n边形的对角线 的条数为
f (n) n ( n 3) 2 , (n ≥ 4)
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