數學歸納法知識點大全 綜合

2022-08-16 10:03:03 字數 2588 閱讀 7210

數學歸納法

(1)第一數學歸納法

設是乙個與正整數有關的命題,如果

1 (1.數學歸納法的基本形式)時,成立;

②假設成立,由此推得時,也成立,那麼,根據①②對一切正整數時,成立.

(2)第二數學歸納法

設是乙個與正整數有關的命題,如果

①當()時,成立;

②假設成立,由此推得時,也成立,那麼,根據①②對一切正整數時,成立.

2.數學歸納法的其他形式

(1)跳躍數學歸納法

①當時,成立,

②假設時成立,由此推得時,也成立,那麼,根據①②對一切正整數時,成立.

(2)反向數學歸納法

設是乙個與正整數有關的命題,如果

1 對無限多個正整數成立;

②假設時,命題成立,則當時命題也成立,那麼根據①②對一切正整數時,成立.

例如,用數學歸納法證明:為非負實數,有

在證明中,由真,不易證出真;然而卻很容易證出真,又容易證明不等式對無窮多個(只要型的自然數)為真;從而證明,不等式成立.

(3)螺旋式歸納法

p(n),q(n)為兩個與自然數有關的命題,假如

①p(n0)成立;

②假設 p(k) (k>n0)成立,能推出q(k)成立,假設 q(k)成立,能推出 p(k+1)成立;

綜合(1)(2),對於一切自然數n(>n0),p(n),q(n)都成立;

(4)雙重歸納法

設是乙個含有兩上獨立自然數的命題.

①與對任意自然數成立;

②若由和成立,能推出成立;

根據(1)、(2)可斷定,對一切自然數均成立.

3.應用數學歸納法的技巧

(1)起點前移:有些命題對一切大於等於1的正整數正整數都成立,但命題本身對也成立,而且驗證起來比驗證時容易,因此用驗證成立代替驗證,同理,其他起點也可以前移,只要前移的起點成立且容易驗證就可以.因而為了便於起步,有意前移起點.

(2)起點增多:有些命題在由向跨進時,需要經其他特殊情形作為基礎,此時往往需要補充驗證某些特殊情形,因此需要適當增多起點.

(3)加大跨度:有些命題為了減少歸納中的困難,適當可以改變跨度,但注意起點也應相應增多.

(4)選擇合適的假設方式:歸納假設為一定要拘泥於「假設時命題成立」不可,需要根據題意採取第

一、第二、跳躍、反向數學歸納法中的某一形式,靈活選擇使用.

(5)變換命題:有些命題在用數學歸納證明時,需要引進乙個輔助命題幫助證明,或者需要改變命題即將命題一般化或加強命題才能滿足歸納的需要,才能順利進行證明.

5.歸納、猜想和證明

在數學中經常通過特例或根據一部分物件得出的結論可能是正確的,也可能是錯誤的,這種不嚴格的推理方法稱為不完全歸納法.不完全歸納法得出的結論,只能是一種猜想,其正確與否,必須進一步檢驗或證明,經常採用數學歸納法證明.不完全歸納法是發現規律、解決問題極好的方法.

從0以外的數字開始

如果我們想證明的命題並不是針對全部自然數,而只是針對所有大於等於某個數字b的自然數,那麼證明的步驟需要做如下修改:

第一步,證明當n=b時命題成立。第二步,證明如果n=m(m≥b)成立,那麼可以推導出n=m+1也成立。用這個方法可以證明諸如「當n≥3時,n2>2n」這一類命題。

只針對偶數或只針對奇數

如果我們想證明的命題並不是針對全部自然數,而只是針對所有奇數或偶數,那麼證明的步驟需要做如下修改:

奇數方面:

第一步,證明當n=1時命題成立。第二步,證明如果n=m成立,那麼可以推導出n=m+2也成立。

偶數方面:

第一步,證明當n=0或2時命題成立。第二步,證明如果n=m成立,那麼可以推導出n=m+2也成立。

遞降歸納法

數學歸納法並不是只能應用於形如「對任意的n」這樣的命題。對於形如「對任意的n=0,1,2,...,m」這樣的命題,如果對一般的n比較複雜,而n=m比較容易驗證,並且我們可以實現從k到k-1的遞推,k=1,...

,m的話,我們就能應用歸納法得到對於任意的n=0,1,2,...,m,原命題均成立。

一般地,證明乙個與自然數n有關的命題p(n),有如下步驟:

(1)證明當n取第乙個值n0時命題成立。n0對於一般數列取值為0或1,但也有特殊情況;

(2)假設當n=k(k≥n0,k為自然數)時命題成立,證明當n=k+1時命題也成立。

綜合(1)(2),對一切自然數n(≥n0),命題p(n)都成立。

對於某個與自然數有關的命題p(n),

(1)驗證n=n0時p(n)成立;

(2)假設n0≤n<=k時p(n)成立,並在此基礎上,推出p(k+1)成立。

綜合(1)(2),對一切自然數n(≥n0),命題p(n)都成立。

(1)驗證對於無窮多個自然數n命題p(n)成立(無窮多個自然數可以是乙個無窮數列中的數,如對於算術幾何不等式的證明,可以是2^k,k≥1);

(2)假設p(k+1)(k≥n0)成立,並在此基礎上,推出p(k)成立,

綜合(1)(2),對一切自然數n(≥n0),命題p(n)都成立;

對兩個與自然數有關的命題p(n),q(n),

(1)驗證n=n0時p(n)成立;

(2)假設p(k)(k>n0)成立,能推出q(k)成立,假設 q(k)成立,能推出 p(k+1)成立;

綜合(1)(2),對一切自然數n(≥n0),p(n),q(n)都成立。

高考數學歸納法知識點精華總結

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數學歸納法

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