1、教研会:数学归纳法
主讲人:高冉
数学归纳法是一种证明与正整数有关的数学命题的重要方法。
一、★知识梳理★
1.运用数学归纳法证明命题要分两步,第一步是归纳奠基(或递推基础),第二步是归纳递推(或归纳假设),两步缺一不可
2.用数学归纳法可以证明许多与自然数有关的数学命题,其中包括恒等式、不等式、数列通项公式、整除性问题、几何问题等
★重难点突破★
重点:领会两个步骤的作用,运用数学归纳法证明一些简单的数学命题
难点:对不同类型的数学命题,完成从k到k+1的递推
重难点:了解数学归纳法的原理、正确运用数学归纳法
1.没有运用归纳假设的证明不是数学归纳法
2
2、归纳起点未必是1
3.“归纳——猜想——证明”是一种重要的思维模式
二、★方法总结★
1、主要有两个步骤、一个结论:
(1)证明当n取第一个值(如 =1或2等)时结论正确
(2)假设n=k (k∈N+ , 且k≥ )时结论正确,
证明n=k+1时结论也正确
由(1)、(2)得出结论正确(命题成立)。
2、数学归纳法证题三注意:
(1) 不一定等于1
(2)项数不一定只增加一项。
(3)一定用上假设(注意:用上假设递推才真)
3、用数学归纳法证明恒等式的步骤及注意事项:
① 明确初始值并验证真假
3、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,并一定要用上假设。
三、 ★数学归纳法的基本形式★
1.第一数学归纳法
设是一个与正整数有关的命题,如果
①当时,成立;
②假设成立,由此推得时,也成立;
那么根据①②可得到结论:对一切正整数 ,命题成立。
2.第二数学归纳法(串值归纳法)
设是一个与正整数有关的命题,如果
①当 时,成立;
②假设 成立,由此推
4、得时,也成立;
那么根据①②可得到结论:对一切正整数,命题成立。
3.跳跃数学归纳法
设 是一个与正整数有关的命题,如果
①;
②假设 成立,由此推得时,也成立;
那么根据①②可得到结论:对一切正整数 ,命题成立。
4.反向数学归纳法
设是一个与正整数有关的命题,如果
①对无限多个正整数n成立;
②从命题成立可以推出命题也成立;
那么根据①②可得到结论:对一切正整数n,命题成立。
如果命题对无穷多个自然数成立的证明很困难,我们还可以考虑反向数学归纳法的另外两种形式:
Ⅰ 设 是一个与正整数有关的命题,如果
① 时命题正确;
② 假如由不成立推出不成立
5、
那么根据①②可得到结论:对一切正整数n,命题成立。
Ⅱ 设是一个与正整数有关的命题,如果
① ;
② 假若由不成立推出不成立;
那么根据①②可得到结论:对一切正整数n,命题成立。
以上讨论的均是完全归纳法,不完全归纳法是从特殊出发,通过实验、观察、分析、综合、抽象概括出一般性结论的一种重要方法,运用不完全归纳法可通过对数列前 项的计算、观察、分析推测出它的通项公式,或推测出这个数列的有关性质。应用不完全数学归纳法时,必须用完全数学归纳法对结论的正确性予以证明。
四、★应用数学归纳法的技巧★
1.移动起点
有些命题对一切大于等于1的正整数n都成立,但命题本身对也成立,而且验证起来比验证时容易,因此用验证成立来替代验证;同理,起点也可以进行适当后移,只要后移的起点成立且容易验证。
2.起点增多
有些命题由 向 跨进时,需要用到一些其他特殊点的性质,此时往往需要补充验证某些特殊情形,因此需要适当增多起点;增多起点也可以更好的观察出每一个n 具有的统一形式,从而利用数学归纳法证明。
3.选择适当的假设方式
归纳假设不要拘泥于“假设时命题成立”,需要根据题意采取第一、第二、跳跃、反向数学归纳法。