2013高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo):數(shù)學(xué)歸納法
數(shù)學(xué)歸納是一種有特殊事例導(dǎo)出一般原理的思維方法。歸納推理分完全歸納推理與不完全歸納推理兩種。不完全歸納推理只根據(jù)一類事物中的部分對象具有的共同性質(zhì),推斷該類事物全體都具有的性質(zhì),這種推理方法,在數(shù)學(xué)推理論證中是不允許的。完全歸納推理是在考察了一類事物的全部對象后歸納得出結(jié)論來。
數(shù)學(xué)歸納法是用來證明某些與自然數(shù)有關(guān)的數(shù)學(xué)命題的一種推理方法,在解數(shù)學(xué)題中有著廣泛的應(yīng)用。它是一個遞推的數(shù)學(xué)論證方法,論證的第一步是證明命題在n=1(或n)時成立,這是遞推的基礎(chǔ),第二步是假設(shè)在n=k時命題成立,再證明n=k+1時命題也成立,這是無限遞推下去的理論依據(jù),它判斷命題的正確性能否由特殊推廣到一般,實際上它使命題的正確性突破了有限,達(dá)到無限。這兩個步驟密切相關(guān),缺一不可,完成了這兩步,就可以斷定“對任何自然數(shù)(或n≥n且n∈N)結(jié)論都正確”。由這兩步可以看出,數(shù)學(xué)歸納法是由遞推實現(xiàn)歸納的,屬于完全歸納。
運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法證明問題時,關(guān)鍵是n=k+1時命題成立的推證,此步證明要具有目標(biāo)意識,注意與最終要達(dá)到的解題目標(biāo)進(jìn)行分析比較,以此確定和調(diào)控解題的方向,使差異逐步減小,最終實現(xiàn)目標(biāo)完成解題。
運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法,可以證明下列問題:與自然數(shù)n有關(guān)的恒等式、代數(shù)不等式、三角不等式、數(shù)列問題、幾何問題、整除性問題等等。
常見數(shù)學(xué)歸納法及其證明方法
(一)第一數(shù)學(xué)歸納法
一般地,證明一個與正整數(shù)n有關(guān)的命題,有如下步驟
(1)證明當(dāng)n取第一個值時命題成立,對于一般數(shù)列取值為1,但也有特殊情況,
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥[n的第一個值],k為自然數(shù))時命題成立,證明當(dāng)n=k+1時命題也成立。
(二)第二數(shù)學(xué)歸納法
對于某個與自然數(shù)有關(guān)的命題,
(1)驗證n=n0時P(n)成立,
(2)假設(shè)no
綜合(1)(2)對一切自然數(shù)n(>n0),命題P(n)都成立,
(三)螺旋式數(shù)學(xué)歸納法
P(n),Q(n)為兩個與自然數(shù)有關(guān)的命題,
假如(1)P(n0)成立,
(2)假設(shè)P(k)(k>n0)成立,能推出Q(k)成立,假設(shè)Q(k)成立,能推出P(k+1)成立,綜合(1)(2),對于一切自然數(shù)n(>n0),P(n),Q(n)都成立,
(四)倒推數(shù)學(xué)歸納法(又名反向數(shù)學(xué)歸納法)
(1)對于無窮多個自然數(shù)命題P(n)成立,
(2)假設(shè)P(k+1)成立,并在此基礎(chǔ)上推出P(k)成立,
綜合(1)(2),對一切自然數(shù)n(>n0),命題P(n)都成立,
總而言之:歸納法是由一系列有限的特殊事例得出一般結(jié)論的推理方法。歸納法分為完全歸納法和不完全歸納法完全歸納法:數(shù)學(xué)歸納法就是一種不完全歸納法,在數(shù)學(xué)中有著重要的地位!
(責(zé)任編輯:韓志霞)
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