内容正文:
第四
章
数 列
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4.4 数学归纳法*
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新课程标准解读
核心素养
了解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明数列中的一些简单命题
逻辑推理
五十多年前,清华大学数学系赵访熊教授(1908~1996)给大学一年级学生讲高等数学课时,总要先讲讲数学的基本概念和方法,他对数学归纳法所作的讲解极其生动,他讲了一个“公鸡归纳法”的故事:某主妇养小鸡十只,公母各半.她预备将母鸡养大留着生蛋,公鸡则养到一百天就陆续杀以佐餐.每天早晨她拿米喂鸡.到第一百天的早晨,其中的一只公鸡正在想:“第一天早晨有米吃,第二天早晨有米吃,……第九十九天早晨有米吃,所以今天,第一百天的早晨,一定有米吃.”这时,主妇来了,正好把这只公鸡抓去杀了.这只公鸡在第一百天的早晨不但没有吃着米,反而被杀了.虽然它已有九十九天吃米的经验,但不能证明第一百天一定有米吃.赵先生把这只公鸡的推理戏称为“公鸡归纳法”.
[问题] “公鸡归纳法”得到的结论一定正确吗?
知识点 数学归纳法
一般地,证明一个与正整数n有关的数学命题,可按如下两个步骤进行:
(1)证明当n=n0(n0∈N*)时命题成立;
(2)假设当n=k(k≥n0,k∈N*)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.
根据(1)(2),就可以断定命题对从n0开始的所有正整数n都成立,上述证明方法叫作数学归纳法.
用数学归纳法证明问题时,第一步一定要验证n=1时成立吗?
提示:不一定.如:证明多边形内角和为(n-2)×180°时,第一步应验证n=3.
eq \a\vs4\al()
1.数学归纳法的两个步骤缺一不可,前者是基础,后者是递推的依据.
2.运用数学归纳法时易犯的错误
(1)对项数估算错误,特别是寻找n=k与n=k+1的关系时,项数发生什么变化易弄错;
(2)不利用归纳假设:归纳假设是起桥梁作用的,桥梁断了就通不过去了;
(3)步骤不严谨、不规范,在利用假设后,不作任何推导或计算而直接写出所要结论.
1.在应用数学归纳法证明凸n边形的对角线为eq \f(1,2)n(n