内容正文:
*1.4 数学归纳法
[素养目标] 1.通过具体问题,了解数学归纳法的推理步骤及作用. 2.了解由特殊到一般的归纳思维过程. 3.培养逻辑推理的学科素养.
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数学归纳法的定义与步骤:
1.一般地,证明一个与正整数n有关的命题,可按下列步骤进行:
(1)(奠基)证明当_________________________;
(2)(递推)以“当n=k(k∈N+,k≥n0)时命题成立”为条件,
推出“_____________________________”.
只要完成这两个步骤,就可以知道:对任何从n0开始的正整数n,命题成立.这种证明方法称为数学归纳法.
n=n0(n0∈N+)时命题成立
当n=k+1时命题也成立
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2.记P(n)是一个关于正整数n的命题.我们可以把用数学归纳法证明的形式改写如下:
条件:(1)P(n0)为真;(2)若P(k)为真,则P(k+1)也为真.
结论:P(n)为真.
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理解1 用数学归纳法证明等式
【典例1】 求证:(n+1)(n+2)·…·(n+n)=2n·1·3·…·(2n-1)(n∈N+).
理解
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=2k+1·1·3·…·(2k-1)·[2(k+1)-1]=右边.
∴当n=k+1时,等式也成立.
由(1)(2)可知,对一切n∈N+,原等式均成立.
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用数学归纳法证明等式的注意点
1.用数学归纳法证明等式问题,要“先看项”,弄清等式两边的构成规律,等式两边各有多少项,初始值n0是多少.
2.由n=k时等式成立,推出n=k+1时等式成立,一要找出等式两边的变化(差异),明确变形目标;二要充分利用归纳假设,进行合理变形,正确写出证明过程.
3.不利用归纳假设的证明,就不是数学归纳法.
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应用
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理解
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1.当遇到与正整数n有关的不等式证明时,应用其他办法不容易证,则可考虑应用数学归纳法.
2.用数学归纳法证明不等式的关键是由n=k成立,推证n=k+1时也成立,证明时运用归纳假设后,可采用分析法、综合法、作差(作商)比较法、放缩法等证明.运用放缩法时,要注意放缩的“度”.
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1.“归纳—猜想—证明”的一般环节
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2.“归纳—猜想—证明”的主要题型
(1)已知数列的递推公式,求通项或前n项和.
(2)由一些恒等式、不等式改编的一些探究性问题,求使命题成立的参数值是否存在.
(3)给出一些简单的命题(n=1,2,3,…),猜想并证明对任意正整数n都成立的一般性命题.
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1.用数学归纳法证明不等式2n>(n+1)2(n∈N+)时,初始值n应等于( )
A.1 B.4
C.5 D.6
解析:D 逐个验证可知,当n=6时成立.
D
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