数学归纳法在中学数学中的应用 |
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3k-1-4•3k-1 =5•5k+10•3k-1+5-4•3k-1-4 =5•f(k)-4(3k-1+1) 这里第一项由归纳假设能被8整除,第二项中3k-1是奇数,则3k-1+1是偶数。故第二4(3k-1+1)能被8整除,由整除性质可知,它们的差也能被8整除,这就是说:当n=k+1时命题也成立。即原命题对所有自然数n都成立。 四、应用数学归纳法证明几何问题 应用数学归纳法证明几何问题是数学归纳法的一个重要应用。数学归纳法是证明与正整数有关的命题的重要方法,但是运用它只能证明命题的正确性,而不能指望由它发现命题。有很多与正整数有关的几何问题,可以用数学归纳法证明,但在证明之前要找出规律,获得公式,而后才能应用数学归纳法证明结论。 例4:证明凸n边形的对角线的条数f(n)=n(n-3).(n≥3) 证明:(1)当n=3时,f(3)=0,因三角形没有对角线,所以原命题成立。 (2)假设:当n=k(n≥3)时命题成立,即凸k边形的对角线条数为f(k)=k(k-3)。那么当n=k+1,凸k边形的k个顶点增加一个顶点Ak-1成为凸k+1边形时,由顶点Ak-1与它不相邻的另外k-2个顶点A2,A3,A4,…,Ak-1可画出k-2条对角线,同时原来凸k边形的一条边A1Ak变成一条对角线。这样从凸k边形到凸k+1边形一共增加了k-1条对角线。由此凸 边形的对角线条数为: f(k+1)=f(k)+(k+1) =k(k-3)+(k-1) =(k2-k-2) =(k+1)(k-2) =(k+1)[(k+1)-3] 这就是说,当n=k+1时,命题也成立。 需要指出,虽然数学归纳法是一种论证与自然数有关的命题的重要方法,但并非结论是自然数的函数的命题都适合用数学归纳法证明。有些题目应用数学归纳法进行证明,过程相当繁琐,尤其是由n=k到n=k+1的变化过程很多,不易操作。事实上,很多与正整数有关的命题,若能避开数学归纳法的思维定势,利用其命题本身的特点,采用非数学归纳法的证明,则能避繁就简。 例5:上一页 [1] [2] [3] [4] [5] 下一页 |
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