内容正文:
1.5 数学归纳法7种常见考法归类
课程标准
学习目标
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.
1.了解数学归纳法原理.(数学抽象)
2.能用数学归纳法证明与正整数有关的数学问题.(逻辑推理、数学运算)
知识点01数学归纳法
(1)数学归纳法的定义
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(归纳奠基)证明当n取第一个值时命题成立;
②(归纳递推)假设当时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.
只要完成这两个步骤,就可以断定命题对从n0开始的所有正整数n都成立.这种证明方法叫做数学归纳法.
(2)数学归纳法的证明形式
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.
注:在数学归纳法的两步中,第一步验证(或证明)了当n=n0时结论成立,即命题P(n0)为真;第二步是证明一种递推关系,实际上是要证明一个新命题:若P(k)为真,则P(k+1)也为真.只要将这两步交替使用,就有P(n0)真,P(n0+1)真……P(k)真,P(k+1)真……,从而完成证明.
(3)数学归纳法的框图表示
2.“归纳—猜想—证明”的一般步骤
【即学即练1】(2024·吉林·东北师大附中模拟预测(理))用数学归纳法证明时,在第一步归纳奠基时,要验证的等式是( )
A. B. C. D.
【即学即练2】1.(2024下·四川成都·高二成都市锦江区嘉祥外国语高级中学校考期中)用数学归纳法证明“≥( N*)”时,由到 时,不等试左边应添加的项是( )
A. B.
C. D.
【即学即练3】(2024·全国·高二课时练习)用数学归纳法证明“凸n边形的内角和等于(n-2)π”时,归纳奠基中n0的取值应为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【即学即练4】(2023·全国·高二随堂练习)用数学归纳法证明:.
题型一:对数学归纳法的理解
(1) 数学归纳法的理解
(2024·江苏·高二专题练习)用数学归纳法证明1+a+a2= (a≠1,n∈N*),在验证当n=1时,左边计算所得的式子是( )
A.1 B.1+a
C.1+a+a2 D.1+a+a2+a4
(2024·全国·高二专题练习)用数学归纳法证明时,第一步应验证不等式( )
A. B.
C. D.
(2024·全国·高二课时练习)用数学归纳法证明“能被3整除”的第二步中,时,为了使用假设,应将变形为( )
A. B.
C. D.
(二)增加或减少项和项的个数问题
(2024·全国·高二课时练习)用数学归纳法证明:,第二步从到,等式左边应添加的项是( )
A. B. C. D.
(2024·甘肃庆阳·高二期末(理))用数学归纳法证明不等式的过程中,由递推到时,不等式左边增加了( )
A. B.
C. D.
(20242·福建师大附中高二期末)用数学归纳法证明时,假设时命题成立,则当时,左端增加的项为( )
A. B. C. D.
(2024·全国·高二专题练习)利用数学归纳法证明不等式的过程中,由到,左边增加了( )
A.1项 B.k项 C.项 D.项
【方法技巧与总结】
数学归纳法的三个关键点
(1)验证是基础:找准起点,奠基要稳,有些问题中验证的初始值不一定是1.
(2)递推是关键:数学归纳法的实质在于递推,要正确分析式子中项数的变化,弄清式子两边的构成规律.
(3)利用假设是核心:在第二步证明n=k+1时,一定要利用归纳假设.
题型二:证明恒等式
(2023·全国·高二课堂例题)用数学归纳法证明:当时,.
(2024·全国·高二专题练习)用数学归纳法证明:1+5+9+…+(4n-3)=(2n-1)·n.
(2024·全国·高二课时练习)用数学归纳法证明:(,).
(2024·广西河池·高二阶段练习(理))用数学归纳法证明:(n为正整数).
(2024上·上海·高二上海中学校考期末)用数学归纳法证明:对于任意正整数都有:.
(2023·全国·高二随堂练习)用数学归纳法证明:.
【方法技巧与总结】
用数学归纳法证明等式的策略
应用数学归纳法证明等式时需要确定两个式子的结构,即:
(1)n=n0时,等式的结构.
(2)n=k到n=k+1时,两个式子的结构:n=k+1时的代数式比n=k时的代数式增加(或减少)的项.
这时一定要弄清三点:
①代数式从哪一项(哪一个数)开始,即第一项.
②代数式相邻两项之间的变化规律.
③代数式中最后一项(最后一个数)与n的关系.
题型三:证明不等式
(2024·全国·高二专题练习)用数学归纳法证明1+++…+≤+n(n∈N*).
(2024·全国