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
數學探索版權所有數學探索版權所有 數學歸納法 1 數學歸納法的基本形式 設p n 是關於自然數n的命題,若 1 p n0 成立 奠基 2 假設p k 成立 k n0 可以推出p k 1 成立 歸納 則p n 對一切大於等於n0的自然數n都成立 典型題例示範講解 例3是否存在a b c使得等式1 22...
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數學歸納法製作人 徐凱 精講部分 年級 高三科目 數學型別 同步 難易程度 中建議用時 20 25min 一.知識點 1 數學歸納法的定義 一般地,證明乙個與正整數n有關的命題,可按下列步驟進行 只要完成這兩個步驟,就可以斷定命題對從n0開始的所有正整數n都成立 這種證明方法叫做數學歸納法 2 數學...
數學歸納法
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