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归纳法和类比法


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V+F-E=2
——笛卡儿-欧拉多面体定理
7 10
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一、 归纳法的概念
归纳法,是指通过特别分析引出普遍的结论 的推理方法。和类比一样,它在数学发现中也具 有十分重要的作用。 在科学认识活动中,归纳法可以理解为用来 概括由观察和实验获得的事实,确立科学认识基 础的客观性,从而探索事物的规律性。即归纳常 常建立在有目的、有计划的观察和实验基础上。 归纳法也是一种或然性推理,其猜想或论断 尽管是符合情理的,但不一定是正确的,还需要 有严格的证明。
引例2:观察如下几个等式: 10=3+7,20=13+7,30=13+17
再如: 6=3+3, 8=3+5,10=3+7=5+5, 12=5+7,14=3+11=7+7
能否有论断:“任何一个大于4的偶数都 是两个奇质数之和”。 ——哥德巴赫猜想 1966年,数学家陈景润证明了“每一个充分 大的偶数都能够表示为一个质数及一个不超过二 个质数的乘积之和”。
二、 归纳法的类型
归纳法又分为完全归纳法和不完全归纳法两种。 所谓完全归纳法,是根据某类事物中每一个 对象的情况或每一个子类的情况,而作出关于该 类事物的一般性结论的推理。如果它的前提是真 的,那么它的结论也一定是真的。 所谓不完全归纳法,是根据对某类事物中的 一部分对象的情况,而作出关于该类事物的一般 性结论的推理。
S梯
h( a b ) H ( S1 S 0 S 2 ) , V四 棱 台 2 3
在小学数学解题中,类比也有着相当广泛的应用, 具体过程正如波利亚所说的那样“选择一个类似的、 较容易的问题去解决它,以便它可以作为一个模式。 然后利用这个刚刚建立起来的模式,以达到原来问 题的解决。” 例5 6 计 算 1 1 1 1 1 3 7 7 11 11 15 15 19 19 23
本数学书?
• 例4、一批布如果用来做上装可以做180件;如果用 来做裤子可以做220件。如果用来做套装,可以做 多少套?
三、几种常用的类比形式 1、平面与空间的类比 2、数与形的类比 3、解题方法上的类比
1、平面与空间的类比 对照平面中的梯形和立体中的四棱台,可以发 现,梯形的一维元素(边、线段)之间的关系与四 棱台的二维元素(面)之间的关系有许多共同的地 方,但二者的高例外。
• 例 1、
76
2003
25
2003 的末位数字是几?
1 1 1 1 例5 10 试 对 任 意 自 然 数 n, 研 究 2 3 15 35 4n 1
先从n 1,2,3,4的情况着手分析,计算 出前n项的和sn : 1 1 1 2 s1 , s 2 , 3 3 15 5 1 1 1 3 1 1 1 1 4 s3 , s4 3 15 35 7 3 15 35 63 9
n 归纳猜想求和公式为: s n 2n 1
下面用数学归纳法来证明此结论。(略)
S梯
h( a b ) H ( S1 S 0 S 2 ) , V四 棱 台 2 3
பைடு நூலகம்
2、数与形的类比
例5 7 已 知a,b,c, 均 为 正 数 , 求函数 y x 2 a 2 ( c x )2 b 2 的 极 小 值 。
C
c
A
M1 M X
a
B
b
D
显然C,D,M三点共线时Y有极小值。
3、解题方法上的类比
仔细观察条件发现它与 一元二次方程ax 2 bx c 0 ( a 0 )的根的判别式b 2 4ac 0类似 ,
例5 8 若( z x )2 4( x y )( y z ) 0,则x , y , z成等差数列。
于是联想到将已知条件 看作是关于 t的二次方程 : ( x y )t 2 ( z x )t ( y z ) 0有等根的条件。
三、归纳法与数学归纳法之间的关系 1、由于数学归纳法所证明的结论是完全可靠的, 因此,和归纳法不同,数学归纳法属于论证的范畴, 而不是猜测的方法。 2、数学归纳法与归纳法之间也存在着相互依赖、 相互渗透的辨证关系。
数学归纳法所证明的结论往往是由归纳法所得 出的猜测,而归纳法所得出的猜测有些要用数学归 纳法来加以证明。因此,数学归纳法是归纳法的自 然发展。而且,更为重要的是,归纳的过程往往为 应用数学归纳法去证明相应的结论打下了基础;反 之,证明的过程则加深了对原来猜测的理解。
二、类比法的应用 如,根据算术中分数的基本性质:“分数的分 子和分母同乘以或除以不为零的同一个数,分数的 值不变”。用类比的方法可以推测代数式中分式的 性质:“分式的分子和分母同乘以或除以不为零的 同一个代数式,分式的值不变”。 又如,对照平面中的梯形和立体中的四棱台, 可以发现,梯形的一维元素(边、线段)之间的关 系与四棱台的二维元素(面)之间的关系有许多共 同的地方,但二者的高例外。
不难发现,方程左边各项系数之和为0,故知方程有 两个等根,均为1,于是可利用韦达定理,其两根之积为:
yz 1,即2 y x z x y
故x,y,z成等差数列。
四、正确认识类比法所做出的结论 类比方法是数学发现中一个十分重要的方法。 但它作为一种合理推理的形式所得的结论也只能 是猜想。即类比会引向发现也会导致错误。我们 要从积极的方面去认识它的作用:其思想方法能 促使我们思考,启发与诱导我们去探讨问题。

1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6
例1、有一盒糖果,只发给小班朋友,平均每人可
得20颗;只发给大班朋友,平均每人可得30颗,
现在要把糖果发给大班和小班小朋友,平均每人
可得几颗? 例2、李老师为课外兴趣小组买书,他带的钱正好 可买15本语文书或24本数学书,如果李老师先买 了10本语文书后,剩下的买数学书,还可以买几
的引路人”。
——匈牙利数学家波利亚
一、类比法的概念 类比法是根据两个或两类不同的对象,在某些 方面(如特征、属性、关系等)的类同之处,猜测 这两个对象在其他方面也可能有类同之处,并作出 某种判断的推理方法。 其基本模式为: A具有性质 F1, F2, F3,…… Fn,P B具有性质 F1, F2, F3,…… Fn, B具有性质P
小学数学解题的思想方法
类比推理
归纳法
类比推理
“我珍视类比胜过任何别的东西,它是我最可 信赖的老师,它能揭示自然界的秘密,在几何学中 它应该是最不容忽视的”。 ——德国天文学家开普 勒 即使在数学里,发现真理的主要工具也是类比。 ——法国数学家拉普拉斯 类比似乎在一切数学发现中有作用,而且在某 些发现中有它最大的作用,它是数学活动中“伟大
归纳法
引例1:为了研究多面体的结构,可以进行这样的观察和 实验:计算以下四面体、六面体、八面体、六棱锥、五棱 柱及四棱台的顶点数(V),棱数(E)及面数(F),并 将结果排列起来。 仔细分析一下这些数据, E F V 不难发现如下的关系: 四面体 4 6 4 六面体 八面体 六棱锥 五棱柱 四棱台 8 6
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