内容正文:
第一章 推理与证明
|数学|选修2-2 (BSD)
菜 单
§4 数学归纳法
第一章 推理与证明
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[课标要求]
1.了解数学归纳法原理.(难点)
2.会应用数学归纳法证明一些简单的与自然数有关的数学命题.(重点)
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数学归纳法
[要点梳理]
数学归纳法是用来证明某些与_______有关的数学命题的一种方法,它的基本步骤如下:
(1)验证:_______________________________;
(2)在假设_______________________________的前提下,推出______________________;
根据(1)(2)可以断定命题对一切从n0开始的正整数n都成立.
正整数n
当n取第一个值n0时,命题成立
当n=k(k∈N+,k≥n0)时命题成立
当n=k+1时,命题成立
课前预习案·素养养成
第一章 推理与证明
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[名师解惑]
数学归纳法的两个步骤之间的关系
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,这两个步骤缺一不可,只完成步骤(1)而缺少步骤(2)就作出判断,可能得出不正确的结论.因为单靠步骤(1)无法递推下去,即n取n0以后的数时命题是否正确,我们无法判定,同样只有步骤(2)而缺少步骤(1)时,也可能得出不正确的结论,缺少步骤(1)这个基础,假设就失去了成立的前提,步骤(2)也就没有意义了.
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[即时应用]
1.命题P(n)满足:若n=k(k∈N+)成立,则n=k+1成立,下面说法正确的是
A.若P(6)成立,则P(5)成立
B.若P(6)成立,则P(4)成立
C.若P(4)成立,则P(6)成立
D.对所有正整数n,P(n)都成立
解析 由题意知,P(4)成立,则P(5)成立,若P(5)成立,则P(6)成立,所以P(4)成立,则P(6)成立.
答案 C
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2.如果命题p(n)对所有正偶数n都成立,则用数学归纳法证明时须先证n=________成立.
解析 因为要用数学归纳法证明命题p(n)对所有正偶数n都成立,故首先要验证最小的正偶数,即n=2.
答案 2
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课堂探究案·素养提升
题型一 用数学归纳法证明恒等式
已知n∈N+,证明:1-eq \f(1,2)+eq \f(1,3)-eq \f(1,4)+…+eq \f(1,2n-1)-eq \f(1,2n)=eq \f(1,n+1)+eq \f(1,n+2)+…+eq \f(1,2n).
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[思路导引]
[自主解答] (1)当n=1时,左边=1-eq \f(1,2)=eq \f(1,2),右边=eq \f(1,2),等式成立.
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(2)假设当n=k(k≥1,且k∈N+)时等式成立,即
1-eq \f(1,2)+eq \f(1,3)-eq \f(1,4)+…+eq \f(1,2k-1)-eq \f(1,2k)=eq \f(1,k+1)+eq \f(1,k+2)+…+eq \f(1,2k).
则当n=k+1时,
左边=1-eq \f(1,2)+eq \f(1,3)-eq \f(1,4)+…+eq \f(1,2k-1)-eq \f(1,2k)+eq \f(1,2(k+1)-1)-eq \f(1,2(k+1))=eq \f(1,k+1)+eq \f(1,k+2)+…+eq \f(1,2k)+eq \f(1,2k+1)-eq \f(1,2(k+1))
=eq \f(1,k+2)+eq \f(1,k+3)+…+eq \f(1,2k)+eq \f(1,2k+1)+eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,k+1)-\f(1,2(k+1))))
=eq \f(1,(k+1)+1)+eq \f(1,(k+1)+2)+…+eq \f(1,(k+1)+k)+eq \f(1,2(k+1))=右边;所以当n=k+1时等式也成立.
由(1)(2)知对一切n∈N+等式都成立.
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[方法技巧]
利用数学归纳法证明恒等式时应注意的问题
(1)在证明过程中突出两个“凑”字,即一“凑”假设,二“凑”结论,关键是在证