内容正文:
7.4 数学归纳法
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学习目标
1.了解数学归纳法的含义,掌握数学归纳法的步骤;
2.经历归纳-猜想-证明的过程,初步会用数学归纳法证明一些简单的与正整数有关的恒等式;
3.体验数学的严密性,体会数学理性的美.
情境1:从前有个财主,请来一位先生教儿子识字。先生写一横,告诉他的儿子是“一”字;写两横,告诉是个“二”字;写三横,告诉是个“三”字。学到这里,儿子就告诉父亲说:“我已经学会了,不用先生再教了。”财主很高兴,就把先生给辞退了。有一天,这位财主准备请一位姓万的朋友,叫儿子写请帖……
大家猜猜他是如何写“万”字的呢?
以上猜想是否正确?
由特殊到一般的推理方法 ——
但是仅根据有限的特殊事例归纳
得出的结论有时是不正确的
归纳法
有没有一种数学方法能通过有限步骤来解决此类无限的问题?
由此可以归纳出怎样的猜想?
分组进行多米诺骨牌推倒游戏
小组讨论在这个游戏中:
如何使第2张牌倒下?
第3张牌倒下?
第4张牌倒下?
……
如何使第k+1张牌倒下?……
任意相邻的两张牌,
前一张牌倒下一定
导致后一牌牌倒下.
第一张
骨牌倒下
1
2
3
4
k
K+1
……
……
结论:多米诺骨牌会全部倒下.
任给n张骨牌排成一列,要保证所有骨牌全部倒下,需要满足哪些条件?
第一张骨牌倒下
n=1时,命题成立
第k张骨牌倒下导致第k+1张牌倒下
假设n=k时命题成立,推出n=k+1时命题也成立
所有骨牌倒下
命题对一切正整数n都成立
骨牌游戏
命题证明
类比多米诺骨牌推倒过程
证明情境3留下的问题
证明情境3的问题
证明(1)当n=1时,左边=1,右边=1,等式成立.
等式也成立.
由(1)和(2)可以断定,等式对任何正整数n都成立
(2)假设当n=k时,等式成立,即
递推基础
递推依据
那么当n=k+1时,
数学归纳法
用数学归纳法证明与正整数有关命题的步骤是:
(1)证明当 取第一个值 (如 或2等)时命题成立;
(2)假设当 命题成立,证明
时命题也成立.
递推基础
递推依据
“找准起点,奠基要稳”
“用上假设,递推才真”
“综合(1)、(2),……”不可少!
注