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2017年数学归纳法PPT(优秀课件)


成立. (2)假设当n=k(k≥2)时不等式成立,即有:
1 1 1 13 , k 1 k 2 2k 24
则当n=k+1时,我们有:
1 1 1 1 1 (k 1) 1 (k 1) 2 2k 2k 1 2k 2 1 1 1 1 1 1 ( ) k 1 k 2 2k 2k 1 2k 2 k 1
ak 1 k 1 k ( ak 1 0).
故当n=k+1时,结论也成立. 根据(1)、(2)知,对一切正整数n,结论都成立.
证明中的几个注意问题:
(1)在第二步中,证明n=k+1命题成立时,必须用到 n=k命题成立这一归纳假设,否则就打破数学 归纳法步骤之间的逻辑严密关系,造成推理无 效. (2)在第一步中的初始值不一定从1取起,证明时 应根据具体情况而定. (3)在证明n=k+1命题成立用到n=k命题成立时,要 分析命题的结构特点,分析“n=k+1时”命题是 什 么,并找出与“n=k”时命题形式的差别.弄清 应增加的项.
例1.用数学归纳法证明
上归纳假设!
2、假设n=k时,等式成立,即 k ( k 1)( 2k 1) 12 2 2 3 2 k 2 6 那么,当n=k+1时 左=12+22+…+k2+(k+1)2= k ( k 1)( 2k 1) ( k 1) 2 6 k ( k 1)( 2k 1) 6( k 1) 2 ( k 1)( k 2)( 2k 3) 6 6 =右 ∴n=k+1时,原等式成立 由1、2知当nN*时,原等式都成立
左边 k 1 k 1 (k 1)(k 2)
用上归纳假设!
k (k 2) 1 (k 1) 2 ( k 1 )( k 2 ) (k 1)(k 2) 即n k 1时等式成立。 k 1 由( 1 )(2)可知,对一切正整数 ,等式均成立。 右边 k 2
用数学归纳法证明恒等式的步骤及注意事项: 1)明确首先取值n0并验证命题真假(必不可少); 2)“假设n=k时命题正确”并写出命题形式; 3)分析“n=k+1时”命题是什么,并找出与“n=k”时命题形 式的差别,弄清左端应增加的项; 4)明确等式左端变形目标,掌握恒等式变形常用的方法:乘 法公式、因式分解、添拆项、配方等; 5)两个步骤、一个结论缺一不可,否则结论不能成立: 递推基础不可少,归纳假设要用到,结论写明莫忘掉
用数学归纳法证明: a n n 1. n
(2)假设当n=k时,结论成立,即 则当n=k+1时,
k
1 1 1 1 Sk (ak ) ( k k 1 ) k. 2 ak 2 k k 1 1 1 ak 1 Sk 1 Sk (ak 1 ) k ak21 2 k ak 1 1 0 2 ak 1
一、提出问题
问题 1:今天,据观察第一个到学校的是男同学,第二个到
学校的也是男同学,第三个到学校的还是男同学,于是得出: 这所学校里的学生都是男同学。
问题 2:三角形的内角和为180º ,四边形的内角和为2•180º ,五
边形的内 角和为3•180º ,于是有:凸n边形的内角和为(n-2) •180º 。
(2)假设当n=k(kN* ,kn0 )时命题成立, 证明当n=k+1时命题也成立 【归纳递推】
完成这两步,就可以断定这个命题对从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。 若当n=k(kn0 )时命题成立, 验证n=n0时命 证明当n=k+1时命题也成立 题成立 命题对从n0开始的所 有正整数n都成立。
【例 2】用数学归纳法证明: (n+1)(n+2)„(n+n)=2n×1×3×5ׄ×(2n-1)(n∈N*).
①用数学归纳法证明与正整数有关的等式,关键在于“先看项”,弄清等 式两边的构成规律,等式两边有多少项,项的多少与 n 的取值是否有关,由 n= k 到 n=k+ 1 时等式两边会增加多少项,增加怎样的项. ②在步骤(2)的证明过程中,突出两个“凑”字:一凑假设,二凑结论,关键是明确 n= k+1 时证明的目标,充分考虑由 n= k 到 n= k+1 时,命题形式之间的区别和联系.
数学归纳法的应用
题型一 用数学归纳法证明等式问题 题型二 用数学归纳法证明不等式问题 题型三 用数学归纳法证明整除问题 题型四 用数学归纳法证明几何问题 题型五 用数学归纳法解决探究性问题
n(n 1)( 2n 1) 6 证明:1、当n=1时,左=12=1,右= 1(1 1)( 2 1) 1 第二步的证明要用 6 ∴n=1时,等式成立 12 2 2 32 n 2
【归纳奠基】
问题情境三
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3、数学归纳法 思考题:
(1)数学归纳法能证明什么样类型的命题?
(2)数学归纳法有几个步骤?每个步骤说明什么问 题? (3)为什么这些步骤缺一不可?
(4)数学归纳法是完全归纳法还是不完全归纳法?
(二)、数学归纳法的步骤
(1)证明当
n 取第一个值 n0 (n0 1 或 2) 时结论正确
请你来批作业
1 1 1 n ( n N ) 用数学归纳法证明: 1 2 2 3 n(n 1) n 1
证明:
1 1 ( 1 )当n 1时,左边 ,右边 ,左边 右边,等式成立; 2 2 (2)假设当n k时等式成立,即 第二步的证明没有 1 1 1 1 k 1 2 2 3 3 4 k (k 1) k 1 当n k 1时, 1 1 1 1 1 左边 (1 ) ( ) ( ) 2 2 3 k 1 k 2 1 k 1 k 1 1 右边 k 2 k 2 (k 1) 1
13 1 1 13 1 13 ( ) . 24 2k 1 2k 2 24 (2k 1)(2k 2) 24
即当n=k+1时,不等式也成立.
由(1)、(2)原不等式对一切
n N , n 2 都成立.
1 1 1 2 n (n N * ). 例6、证明不等式: 1 2 3 n
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题型二 用数学归纳法证明不等式问题
1 1 【例 4】 用数学归纳法证明:对一切大于 1 的自然数 n,不等式(1+ )(1+ )„(1+ 3 5 2n+1 1 )> 成立. 2 2n-1 1 4 5 证明:①当 n=2 时,左=1+ = ,右= ,左>右,不等式成立. 3 3 2 ②假设当 n=k(k≥2 且 k∈N*)时,不等式成立,即
题型二 用数学归纳法证明不等式问题
例5、用数学归纳法证明:
1 1 1 13 (n 2, n N * ). n 1 n 2 2n 24
1 1 1 1 14 13 证:(1)当n=2时, 左边= 2 1 2 2 3 4 24 24 , 不等式
费马观察到: 2 2 2 2
20 21
2
1 3 1 5 1 257 1 65537
猜想:Βιβλιοθήκη 2 2 1 1723 24
Fn 2 1(n N )
都是质数
2n
......
二、概念
1、归纳法定义: 对于某类事物,由它的一些特殊事例或其全部可 能情况,归纳出一般结论的推理方法,叫归纳法。
2、归纳法分类: 归纳法
完全归纳法 不完全归纳法
想一想:
由两种归纳法得出的结论一定正确吗?
(1)不完全归纳法有利于发现问题,但结论 说 不一定正确。 明: 提 出 问 题
(2)完全归纳法结论可靠,但一一核对困难。
如何寻找一种严格推理的归纳法?
二、挖掘内涵、形成概念:
证明某些与自然数有关的数学题,可用下列方法来 证明它们的正确性: (1)验证当n取第一个值n0(例如n0=1)时命题成立,
2k+1 1 1 1 在用数学归纳法证明不等式时, (1+ )(1+ )„(1+ )> , 3 5 2 2k-1 往往需要综合运用不等式证明的其他方法, 如比较法、配方法、分析法、综合法、重要 那么当 n=k+1 时, 不等式法、放缩法(特别注意放缩要有“度”)等. 1 1 1 1 (1+ )(1+ )„(1+ )[1+ ] 3 5 2k-1 2k+1-1 2k+1 2k+2 2k+2 4k2+8k+4 > · = = 2 2k+1 2 2k+1 2 2k+1 4k2+8k+3 2k+3· 2k+1 2k+1+1 > = = , 2 2 2k+1 2· 2k+1 ∴当 n=k+1 时,不等式也成立. 由①②知,对一切大于 1 的自然数 n,不等式都成立.
题型一 用数学归纳法证明等式问题
证明:(1)当 n=1 时,等式左边=2,右边=2×1=2, ∴等式成立. 第二步的证明要用 (2)假设 n=k(k∈N*)时等式成立. 上归纳假设! 即(k+1)(k+2)„(k+k)=2k×1×3×5ׄ×(2k-1)成立. 那么 n=k+1 时, (k+2)(k+3)„(k+k)(2k+1)(2k+2) =2(k+1)(k+2)(k+3)ׄ×(k+k)(2k+1) + =2k 1×1×3×5ׄ×(2k-1)[2(k+1)-1] 即 n=k+1 时等式成立. 由(1)、(2)可知,对任何 n∈N*等式均成立.
问题 3:教师根据成绩单,逐一核实后下结论:“全班及格”
请问:以上三个结论正确吗?为什么? 得出以上结论所用的方法有什么共同点和什么不同点
1、错 2、对 3、对 共同点:均用了归纳法得出结论;不同点:问题1、2是用的不完全 归纳法,问题3是用的完全归纳法。
法国的数学家费马(Pierre de Fermat) 问题情境二:数学家费马运用不完全 (1601年~1665年) 。 归纳法得出费马猜想的事例 十七世纪最卓越的数学家之一, 他在数学许多领域中都有极大的贡献, 因为他的本行是专业的律师, 为了表彰他的数学造诣, 世人冠以“业余王子”之美称,
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