下面是范文網(wǎng)小編分享的數(shù)學(xué)歸納法證明共6篇 歸納法如何證明,供大家參閱。
數(shù)學(xué)歸納法證明共1
二用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式
教學(xué)要求:了解數(shù)學(xué)歸納法的原理,并能以遞推思想作指導(dǎo),理解數(shù)學(xué)歸納法的操作步驟,能用數(shù)學(xué)歸納法證明一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)命題,并能嚴(yán)格按照數(shù)學(xué)歸納法證明問題的格式書寫.教學(xué)重點(diǎn):能用數(shù)學(xué)歸納法證明幾個(gè)經(jīng)典不等式.
教學(xué)難點(diǎn):理解經(jīng)典不等式的證明思路.
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)回顧:
1、數(shù)學(xué)歸納法是高考考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一,在數(shù)列推理能力的考查中占有重要的地位;
2、復(fù)習(xí)數(shù)學(xué)歸納法的定義和數(shù)學(xué)歸納法證題的基本步驟;
二、本節(jié)主要內(nèi)容是用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式;
在用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式的具體過程中,要注意以下幾點(diǎn):
(1)在從n=k到n=k+1的過程中,應(yīng)分析清楚不等式兩端(一般是左端)的變化,要認(rèn)清不等式的結(jié)構(gòu)
特征;
(2)瞄準(zhǔn)當(dāng)n=k+1時(shí)的遞推目標(biāo),有目的地進(jìn)行放縮、分析;
(3)活用起點(diǎn)的位置;
(4)有的題目需要先作等價(jià)變換。
三、例題
例1:比較n2與2n的大小,試證明你的結(jié)論.分析:將n?1,2,3,4,5,6代入比較后猜想結(jié)論,而后用數(shù)學(xué)歸納法加以證明
證明:見書P50 ;要點(diǎn):(k?1)2?k2?2k?1?k2?2k?k?k2?3k?k2?k2?….
例2:證明不等式|sinn?|?n|sin?|(n?N?).
證明:(1)當(dāng)n=1時(shí),不等式顯然成立;
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)不等式成立,即有:|sink?|?k|sin?|,則當(dāng)n=k+1時(shí),
|sin(k?1)?|?|sink?cos??cosk?sin?|?|sink?cos?|?|cosk?sin?|
?|sink?|?|cos?|?|cosk?|?|sin?|?|sink?|?|sin?|?k|sin?|?|sin?|?(k?1)|sin?|即當(dāng)n=k+1時(shí),原不等式也成立;
由(1)(2)知,不等式對(duì)一切正整數(shù)n均成立;
例3:證明貝努利(Bernoulli)不等式: (1?x)n?1?nx(x??1,x?0,n?N,n?1)
22證明:(1)當(dāng)n=2時(shí),由x?0得(1?x)?1?2x?x?1?2x,即不等式成立;
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥2)時(shí)不等式成立,即有(1?x)?1?kx:,則當(dāng)n=k+1時(shí),
(1?x)k?1k?(1?x)(1?x)k?(1?x)(1?kx)?1?x?kx?kx2?1?(k?1)x,
所以當(dāng)n=k+1時(shí),原不等式也成立;
由(1)(2)知,貝努利不等式成立;
注:事實(shí)上,把貝努利不等式中的正整數(shù)n改為實(shí)數(shù)?仍有類似不等式成立.
當(dāng)?是實(shí)數(shù),且???或??0時(shí),有(1?x)≥1??x(x??1)
?當(dāng)?是實(shí)數(shù),且0???1時(shí),有(1?x)≤1??x(x??1) ?
例
4、證明:如果n(n為正整數(shù))個(gè)正數(shù)a1,a2,a3???,an的乘積a1a2a3???an?1,那么它們的和
a1?a2?a3?????an?n;
證明:(1)當(dāng)n=1時(shí),a1=1,命題顯然成立;
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)命題成立,即若k個(gè)正數(shù)a1,a2,a3???,ak的乘積a1a2a3???ak?1,那么他們的和
a1?a2?a3?????ak?k,
則當(dāng)n=k+1時(shí),有k+1個(gè)正數(shù)a1,a2,a3???,ak,ak?1滿足乘積a1a2a3???akak?1?1, 若這k+1個(gè)正數(shù)相等,則它們都是1,其和為k+1,命題成立;
若這k+1個(gè)正數(shù)不全相等,則其中必有大于1的數(shù),也有小于1的數(shù),不妨設(shè)a1>1,a21,a2
a1?a2?a3?????ak?ak?1?k?1,即當(dāng)n=k+1時(shí),命題也成立;
由(1)(2)知,如果n(n為正整數(shù))個(gè)正數(shù)a1,a2,a3???,an的乘積a1a2a3???an?1,那么它們的和
a1?a2?a3?????an?n;
思考:課本P53的探究
課堂練習(xí):當(dāng)n≥2時(shí),求證
:1?
1
2??
?
證明:(1)當(dāng)n?2時(shí),左式?1?
?1?
22
??
2?右式,?當(dāng)n?2時(shí),不等式成立
(2)假設(shè)當(dāng)n?k(
?2)時(shí),不等式成立,即1?
??
?則當(dāng)n?k?
1時(shí),左式?1?
???
?
?
?
?
??右式
?當(dāng)n?k?1時(shí),不等式成立。
由(1)(2)可知,對(duì)一切n?N,且n?2,不等式都成立。
四、作業(yè):課本P53 習(xí)題中1,2,3,4,5,6
數(shù)學(xué)歸納法證明共2
用數(shù)學(xué)歸納法證明:y
s
0xy
?
y0
?yks
y0s1
證明:當(dāng)k?1時(shí),y?ys
?x?y當(dāng)k?2時(shí),y??x?2y當(dāng)k?3時(shí),y??x?3y······當(dāng)k?n時(shí),y??x?ny當(dāng)k?n?1時(shí),y?
y0
sny0s3y0s2
01
要使
y0s
xy
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成立
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成立
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成立
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yy0y01y01y0
y?n0??????nyyn?1y
s?1sn?s1sns1
sysysy
?x??n?1?y?等式成立,即y?
y0s
xy
?
y0sk
數(shù)學(xué)歸納法證明共3
用數(shù)學(xué)歸納法證明
1/2+2/2^2+3/2^3+......+n/2^n=2-n+2/2^/2+2/2^2+3/2^3+......+n/2^n=2-(n+2)/2^n.
1、當(dāng)n=1時(shí)候,
左邊=1/2;
右邊=2-3/2=1/
2左邊=右邊,成立。
2、設(shè)n=k時(shí)候,有:
1/2+2/2^2+3/2^3+......+k/2^k=2-(k+2)/2^k成立,
則當(dāng)n=k+1時(shí)候:有:
1/2+2/2^2+3/2^3+.....+k/2^k+(k+1)/2^(k+1)
=2-(k+2)/2^k+(k+1)/2^(k+1)
=2-/2^(k+1)
=2-(k+3)/2^(k+1)
=2-/2^(k+1)
得證。
我覺得不是所有的猜想都非要用數(shù)學(xué)歸納法.
比如a1=2,a(n+1)/an=2,這顯然是個(gè)等比數(shù)列
如果我直接猜想an=2^n,代入檢驗(yàn)正確,而且對(duì)所有的n都成立,這時(shí)候干嘛還用數(shù)學(xué)歸納法啊.可是考試如果直接這樣猜想是不得分的,必須要用數(shù)學(xué)歸納法證明.
我覺得如果是數(shù)列求和,猜想無法直接驗(yàn)證,需要數(shù)學(xué)歸納法,這個(gè)是可以接受的.但是上面那種情況,誰能告訴我為什么啊.我覺得邏輯已經(jīng)是嚴(yán)密的了.
結(jié)果帶入遞推公式驗(yàn)證是對(duì)n屬于正整數(shù)成立.
用數(shù)學(xué)歸納法,無論n=1,還是n=k的假設(shè),n=k+1都需要帶入遞推公式驗(yàn)證,不是多此一舉嗎.我又不是一個(gè)一個(gè)驗(yàn)證,是對(duì)n這個(gè)變量進(jìn)行驗(yàn)證,已經(jīng)對(duì)n屬于正整數(shù)成立了.怎么說就是錯(cuò)誤的.
怎么又扯到思維上了,論嚴(yán)密性我比誰都在意,雖然是猜出來的,畢竟猜想需要,我的問題是--------這樣的驗(yàn)證方式嚴(yán)不嚴(yán)密,在沒有其他直接證明方法的情況下,是不是一定要用數(shù)學(xué)歸納法-------,并沒有說這樣就是對(duì)待數(shù)學(xué)的態(tài)度,沒有猜想數(shù)學(xué)怎么發(fā)展.
這說明你一眼能看出答案,是個(gè)本領(lǐng)。
然而,考試是要有過程的,這個(gè)本領(lǐng)屬于你自己,不屬于其他人,比如你是股票牛人,直接看出哪支會(huì)漲哪支會(huì)跌,但是不說出為什么,恐怕也不會(huì)令人信服。
比如你的問題,你猜想之后,代入檢驗(yàn),驗(yàn)證成功說明假設(shè)正確,這是個(gè)極端錯(cuò)誤的數(shù)學(xué)問題,請(qǐng)記住:不是驗(yàn)證了一組答案通過,就說明答案是唯一的!比如x+y=2.我們都知道這是由無數(shù)組解的方程。但是我猜想x=y=1,驗(yàn)證成功,于是得到答案,你覺得對(duì)嗎?所以你的證明方法是嚴(yán)格錯(cuò)誤的!
你的這種思想本身就是經(jīng)不起推敲的,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不是會(huì)做多少題,而是給自己建立一套縝密的思維。你的這種思維在學(xué)習(xí)過程中是一個(gè)巨大的絆腳石,你現(xiàn)在做的就是假設(shè)某某正確,然后拼死維護(hù)它的正確,即使有不嚴(yán)密的地方你也視而不見。我說過,你有一眼看出答案的本領(lǐng),這只是本領(lǐng)而已,填空題你有優(yōu)勢(shì)。但是如果你缺少了證明的思維,證明的本領(lǐng),那你就成了一個(gè)扶不起來的阿斗。最可怕的是你的這個(gè)思想:褒一點(diǎn)說善于投機(jī)取巧,貶一點(diǎn)說,就是思維惰性,懶。
說說你的這道題,最簡(jiǎn)單的一道數(shù)列題,當(dāng)然可以一下看出答案,而且你的答案是正確的。但是證明起來就不是那么容易了,答案不是看出來的,是算出來的。你的解法就是告訴大家,所有的答案都是看出來,然后代入證明的。假設(shè)看不出來怎么辦?那就無所適從,永遠(yuǎn)也解不出來了!這就是你的做法帶來的答案,你想想呢?你的這種做法有什么值得推廣的?
OK,了解!
數(shù)學(xué)歸納法使被證明了的,證明數(shù)學(xué)猜想的嚴(yán)密方法,這是毋庸置疑的。在n=1時(shí)成立;假設(shè)n=k成立,則n=k+1成立。這兩個(gè)結(jié)論確保了n屬于N時(shí)成立,這是嚴(yán)密的。
你的例題太簡(jiǎn)單,直接用等比數(shù)列的定義就可以得到答案(首項(xiàng)和公比均已知),不能說明你的證明方法有誤。我的本意是:任何一種證明方法,其本身是需要嚴(yán)格證明的,數(shù)學(xué)歸納法是經(jīng)過嚴(yán)格證明的;而你的證明方法:猜想帶入條件,滿足條件即得到猜想正確的結(jié)論。未經(jīng)證明,(即使它很嚴(yán)密,我說即使)它不被別人認(rèn)可。事實(shí)上,你的證明方法(猜想帶入所有條件均成立)只能得到“必要”答案,并不“充分”,你想一下,A滿足B就說A=B顯然是不充分的。而數(shù)學(xué)歸納法充分必要,或者說“不大不小,不縮不放”,用你的方法可以猜想出多套答案,把所有猜想出來的答案歸納一下就是充分必要。
數(shù)學(xué)歸納法證明共4
數(shù)列、極限、數(shù)學(xué)歸納法·用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式·教案
證明:(1)當(dāng)n=1時(shí),左=2,右=2,則等式成立. (2)假設(shè)n=k時(shí)(k∈N,k≥1),等式成立,即 2+4+6+…+2k=k(k+1). 當(dāng)n=k+1時(shí), 2+4+6+…+2k+(k+1)
所以n=k+1時(shí),等式也成立.
根據(jù)(1)(2)可知,對(duì)于任意自然數(shù)n,原等式都能成立. 生甲:證明過程正確.
生乙:證明方法不是數(shù)學(xué)歸納法,因?yàn)榈诙阶C明時(shí),沒有應(yīng)用歸納假設(shè).
師:從形式上看此種證明方法是數(shù)學(xué)歸納法,但實(shí)質(zhì)在要證明n=k+1正確時(shí),未用到歸納假設(shè),直接采用等差數(shù)列求和公式,違背了數(shù)學(xué)歸納法的本質(zhì)特點(diǎn)遞推性,所以不能稱之為數(shù)學(xué)歸納法.因此告誡我們?cè)谶\(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法證明時(shí),不能機(jī)械套用兩個(gè)步驟,在證明n=k+1命題成立時(shí),一定要利用歸納假設(shè).
(課堂上講評(píng)作業(yè),指出學(xué)生作業(yè)中不妥之處,有利于鞏固舊知識(shí),為新知識(shí)的學(xué)習(xí)掃清障礙,使學(xué)生引以為戒,所謂溫故而知新)
(二)講授新課
師:在明確數(shù)學(xué)歸納法本質(zhì)的基礎(chǔ)上,我們來共同研究它在不等式證明中的應(yīng)用. (板書)例1已知x>-1,且x≠0,n∈N,n≥2.求證:(1+x)n>1+nx. 師:首先驗(yàn)證n=2時(shí)的情況.
(板書)證:(1)當(dāng)n=2時(shí),左邊=(1+x)2=1+2x+x2,右邊=1+2x,因x2>0,則原不等式成立.
(在這里,一定要強(qiáng)調(diào)之所以左邊>右邊,關(guān)鍵在于x2>0是由已知條件x≠0獲得,為下面證明做鋪墊)
數(shù)學(xué)歸納法證明共5
人教版選修4—5不等式選講
課題:用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式
教學(xué)目標(biāo):
1、牢固掌握數(shù)學(xué)歸納法的證明步驟,熟練表達(dá)數(shù)學(xué)歸納法證明的過程。
2、通過事例,學(xué)生掌握運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法,證明不等式的思想方法。
3、培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,運(yùn)算能力和分析問題,解決問題的能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn):
1、鞏固對(duì)數(shù)學(xué)歸納法意義和有效性的理解,并能正確表達(dá)解題過程,以及掌握用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式的基本思路。
2、應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法證明的不同方法的選擇和解題技巧。
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入:
1、上節(jié)課學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)歸納法及運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法解題的步驟,請(qǐng)同學(xué)們回顧,說出數(shù)學(xué)歸納法的步驟?
(1)數(shù)學(xué)歸納法是用于證明某些與自然數(shù)有關(guān)的命題的一種方法。
(2)步驟:1)歸納奠基;
2)歸納遞推。
2、作業(yè)講評(píng):(出示小黑板)
習(xí)題:用數(shù)學(xué)歸納法證明:2+4+6+8+……+2n=n(n+1)
如采用下面的證法,對(duì)嗎?
證明:①當(dāng)n=1時(shí),左邊=2=右邊,則等式成立。
②假設(shè)n=k時(shí),(k∈N,k≥1)等式成立,
即2+4+6+8+……+2k=k(k+1)
當(dāng)n=k+1時(shí),
2+4+6+8+……+2k+2(k+1)
∴ n=k+1時(shí),等式成立。
由①②可知,對(duì)于任意自然數(shù)n,原等式都成立。
(1)學(xué)生思考討論。
(2)師生總結(jié): 1)不正確
2)因?yàn)樵谧C明n=k+1時(shí),未用到歸納假設(shè),直接用等差數(shù)列求和公式,
違背了數(shù)學(xué)歸納法本質(zhì):遞推性。
二、新知探究
明確了數(shù)學(xué)歸納法本質(zhì),我們共同討論如何用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式。 (出示小黑板)
例1觀察下面兩個(gè)數(shù)列,從第幾項(xiàng)起an始終小于bn?證明你的結(jié)論。 {an=n}:1,4,9,16,25,36,49,64,81, …… {bn=2}:2,4,8,16,32,64,128,256,512, …… (1)學(xué)生觀察思考 (2)師生分析
(3)解:從第5項(xiàng)起,an < bn ,即 n2<2,n∈N+(n≥5)
證明:(1)當(dāng) n=5時(shí),有52<25,命題成立。 (2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥5)時(shí)命題成立 即k<
2當(dāng)n=k+1時(shí),因?yàn)?/p>
(k+1)2=k2+2k+1<k2+2k+k=k2+3k<k2+k2=2k2
由(1)(2)可知n2<2n(n∈N+,n≥5)
學(xué)生思考、小組討論:①放縮技巧:k2+2k+1<k2+2k+k;k2+3k<k2+k
2②歸納假設(shè):2k
例2
證明不等式│Sin nθ│≤n│Sinθ│(n∈N+)
k n
n2
2k
分析:這是一個(gè)涉及正整數(shù)n的三角函數(shù)問題,又與絕對(duì)值有關(guān),在證明遞推關(guān)系時(shí),應(yīng)注意利用三角函數(shù)的性質(zhì)及絕對(duì)值不等式。
證明:(1)當(dāng) n=1時(shí),上式左邊=│Sinθ│=右邊,不等式成立。 (2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1)時(shí)命題成立, 即有│Sin kθ│≤k│Sinθ│
當(dāng)n=k+1時(shí),
│Sin (k+1)θ│=│Sin kθCosθ+Cos kθSin θ│ ≤│Sin kθCosθ│+│Cos kθSin θ│ =│Sin kθ││Cosθ│+│Cos kθ││Sin θ│ ≤│Sin kθ│+│Sin θ│ ≤k│Sinθ│+│Sin θ│ =(k+1)│Sinθ│
所以當(dāng)n=k+1時(shí),不等式也成立。
由(1)(2)可知,不等式對(duì)一切正整數(shù)n均成立。
學(xué)生思考、小組討論:①絕對(duì)值不等式: │a+b│≤ │a│+│b│
②三角函數(shù)的有界性:│Sinθ│≤1,│Cosθ│≤1 ③三角函數(shù)的兩角和公式。
(板書)例3 證明貝努力(Bernoulli)不等式:
如果x是實(shí)數(shù)且x>-1,x≠0,n為大于1的自然數(shù),那么有(1+x)>1+nx 分析:①貝努力不等式中涉幾個(gè)字母?(兩個(gè):x,n)
②哪個(gè)字母與自然數(shù)有關(guān)?(n是大于1的自然是數(shù))
(板書)證:(1)當(dāng)n=2時(shí),左邊=(1+x)=1+2x+x,右邊=1+2x,因x>0,則原不等式成立.
(在這里,一定要強(qiáng)調(diào)之所以左邊>右邊,關(guān)鍵在于x>0是由已知條件x≠0獲得,為下面證明做鋪墊)
(2)假設(shè)n=k時(shí)(k≥2),不等式成立,即(1+x)>1+kx. 師:現(xiàn)在要證的目標(biāo)是(1+x)>1+(k+1)x,請(qǐng)同學(xué)考慮.
生:因?yàn)閼?yīng)用數(shù)學(xué)歸納法,在證明n=k+1命題成立時(shí),一定要運(yùn)用歸納假設(shè),所以當(dāng)
k+1k
n=k+1時(shí).應(yīng)構(gòu)造出歸納假設(shè)適應(yīng)的條件.所以有:(1+x)=(1+x)(1+x),因?yàn)閤>
k
-1(已知),所以1+x>0于是(1+x)(1+x)>(1+kx)(1+x).
師:現(xiàn)將命題轉(zhuǎn)化成如何證明不等式 (1+kx)(1+x)≥1+(k+1)x. 顯然,上式中“=”不成立.
k+
1k
2n
故只需證:(1+kx)(1+x)>1+(k+1)x. 提問:證明不等式的基本方法有哪些?
生:證明不等式的基本方法有比較法、綜合法、分析法.
(提問的目的是使學(xué)生明確在第二步證明中,合理運(yùn)用歸納假設(shè)的同時(shí),其本質(zhì)是不等式證明,因此證明不等式的所有方法、技巧手段都適用)
生:證明不等式(1+kx)(1+x)>1+(k+1)x,可采用作差比較法. (1+kx)(1+x)-[1+(k+1)x] =1+x+kx+kx-1-kx-x
=kx>0(因x≠0,則x>0). 所以,(1+kx)(1+x)>1+(k+1)x. 生:也可采用綜合法的放縮技巧.
(1+kx)(1+x)=1+kx+x+lx=1+(k+1)x+kx.
因?yàn)閗x>0,所以1+(k+1)x+kx>1+(k+1)x,即(1+kx)(1+x)>1+(1+k)x成立.
生:……
(學(xué)生可能還有其他多種證明方法,這樣培養(yǎng)了學(xué)生思維品質(zhì)的廣闊性,教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo)總結(jié))
師:這些方法,哪種更簡(jiǎn)便,更適合數(shù)學(xué)歸納法的書寫格式?學(xué)生用放縮技巧證明顯然更簡(jiǎn)便,利于書寫.
(板書)將例3的格式完整規(guī)范.
證明:(1)當(dāng)n=2時(shí),由x≠0得(1+x)=1+2x+x>1+2x,不等式成立。
(2)假設(shè)n=k(k≥2)時(shí),不等式成立, 即有(1+x)>1+kx 當(dāng)n=k+1時(shí),
(1+x)k+1=(1+x)(1+x)>(1+x)(1+kx)
k
k
=1+x+kx+ kx>1+x+kx=1+(k+1)x 所以當(dāng)n=k+1時(shí),不等式成立
由①②可知,貝努力不等式成立。
(通過例題的講解,在第二步證明過程中,通常要進(jìn)行合理放縮,以達(dá)到轉(zhuǎn)化目的)
三、課堂小結(jié)
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明,要完成兩個(gè)步驟,這兩個(gè)步驟是缺一不可的.但從證題的難易來分析,證明第二步是難點(diǎn)和關(guān)鍵,要充分利用歸納假設(shè),做好命題從n=k到n=k+1的轉(zhuǎn)化,這個(gè)轉(zhuǎn)化要求在變化過程中結(jié)構(gòu)不變.
2.用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式是較困難的課題,除運(yùn)用證明不等式的幾種基本方法外,經(jīng)常使用的方法就是放縮法,針對(duì)目標(biāo),合理放縮,從而達(dá)到目標(biāo).
四、課后作業(yè)
1.課本P53:1,3,5 2.證明不等式:
數(shù)學(xué)歸納法證明共6
§用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式
學(xué)習(xí)目標(biāo):1.理解數(shù)學(xué)歸納法的定義、數(shù)學(xué)歸納法證明基本步驟;
2.重、難點(diǎn):應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式.一、知識(shí)情景:
1.關(guān)于正整數(shù)n的命題(相當(dāng)于多米諾骨牌),我們可以采用下面方法來證明其正確性:
10.驗(yàn)證n取第一個(gè)值時(shí)命題成立( 即n=n?時(shí)命題成立) (歸納奠基) ;
20.假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)命題成立,證明當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立(歸納遞推).30.由
10、20知,對(duì)于一切n≥n?的自然數(shù)n命題都成立!(結(jié)論)
要訣: 遞推基礎(chǔ)不可少,歸納假設(shè)要用到,結(jié)論寫明莫忘掉.二、數(shù)學(xué)歸納法的應(yīng)用:
例1.用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式sinn?≤nsin?.(n?N?)
證明:(1)當(dāng) n=1時(shí),上式左邊=│Sinθ│=右邊,不等式成立。
(2)假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1)時(shí)命題成立,即有│Sin kθ│≤k│Sinθ│
當(dāng)n=k+1時(shí),│Sin (k+1)θ│=│Sin kθCosθ+Cos kθSin θ│
≤│Sin kθCosθ│+│Cos kθSin θ│
=│Sin kθ││Cosθ│+│Cos kθ││Sin θ│
≤│Sin kθ│+│Sin θ│≤k│Sinθ│+│Sin θ│=(k+1)│Sinθ│
所以當(dāng)n=k+1時(shí),不等式也成立。
由(1)(2)可知,不等式對(duì)一切正整數(shù)n均成立。
例2. 證明貝努力(Bernoulli)不等式:
已知x?R,且x> ?1,且x?0,n?N*,n≥2.求證:(1+x)n>1+nx.證明:(1)當(dāng)n=2時(shí),由x≠0得(1+x)2=1+2x+x2>1+2x,不等式成立。
(2)假設(shè)n=k(k≥2)時(shí),不等式成立,即有(1+x)k>1+kx
當(dāng)n=k+1時(shí),
(1+x)k+1=(1+x)(1+x)k>(1+x)(1+kx)=1+x+kx+ kx2>1+x+kx=1+(k+1)x 所以當(dāng)n=k+1時(shí),不等式成立
由(1)(2)可知,貝努力不等式成立。
例3 證明: 如果n(n為正整數(shù))個(gè)正數(shù)a1,a2,?,an的乘積a1a2?an?1,
那么它們的和a1?a2???an≥n.
三、當(dāng)堂檢測(cè)
1、(1)不等式2n?n4對(duì)哪些正整數(shù)n成立?證明你的結(jié)論。
1(2)求滿足不等式(1?)n?n的正整數(shù)n的范圍。n
n2*2?2?n(n?N).
2、用數(shù)學(xué)歸納法證明
證明:(1) 當(dāng)n=1時(shí), 2?2?1,不等式成立; 當(dāng)n=2時(shí), 2?2?2,不等式成立;當(dāng)n=3時(shí), 2?2?3,不等式成立.
*n?k(k?3,k?N)時(shí)不等式成立,即 2k?2?k2. (2)假設(shè)當(dāng)
k?1k222則當(dāng)n?k?1時(shí), 2?2?2(2?2)?2?2k?2?(k?1)?k?2k?3, 1222
322kk?3∵,∴?2k?3?(k?3)(k?1)?0,(*)
k?1222k?122?2?(k?1)?k?2k?3?(k?1)2?2?(k?1)從而, ∴. 即當(dāng)n?k?1時(shí),不等式
也成立. 由(1),(2)可知,2?2?n對(duì)一切n?N都成立.
四、課堂小結(jié)
1.用數(shù)學(xué)歸納法證明,要完成兩個(gè)步驟,這兩個(gè)步驟是缺一不可的.但從證題的難易來分析,證明第二步是難點(diǎn)和關(guān)鍵,要充分利用歸納假設(shè),做好命題從n=k到n=k+1的轉(zhuǎn)化,這個(gè)轉(zhuǎn)化要求在變化過程中結(jié)構(gòu)不變.
2.用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式是較困難的課題,除運(yùn)用證明不等式的幾種基本方法外,經(jīng)常使用的方法就是放縮法,針對(duì)目標(biāo),合理放縮,從而達(dá)到目標(biāo).
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