人教版新课标A选修2-22.3数学归纳法图文ppt课件
展开学习目标:掌握数学归纳法的定义。掌握数学归纳法的基本思想。掌握数学归纳法的基本步骤。重点:数学归纳法的基本思想的理解。难点:利用数学归纳法证明。课时:一课时。
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。
an=a1+(n-1)d
如何证明:1+3+5+…+(2n-1)=n2 (n∈N*)
1、数学归纳法的定义: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,(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
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。
2.数学归纳法的基本思想: 即先验证使结论有意义的最小的正整数n0,如果当n=n0时,命题成立,再假设当n=k(k≥n0,k∈N*)时,命题成立(这时命题是否成立不是确定的)。根据这个假设,如能推出当n=k+1时,命题也成立,
那么就可以递推出对所有不小于n0的正整数n0+1,n0+2,…,命题都成立.
例如在本章2.1节的练习中,同学们用归纳推理猜想到
这个猜想是一个与自然数相关的命题,其正确性有待证明。要证明公式(*)成立,原则上要对每一个正整数n实施证明。但是这个证明步骤是无限的,无法实施,需要另寻方法。数学归纳法可以用有限的步骤,完成这个命题的证明。其步骤如下:
(1)当n=1时,(*)式左端等于1,右端也等于1,因此(*)式对n=1成立;
(2)假设当n=k时,(*)式成立,即假设
由此可见在假设(*)式对n=k成立的前提下,推出(*)式对n=k+1成立。于是可以断定(*)式对一切正整数n成立.
由步骤(1),可知(*)式对n=1成立;由(*)式对n=1成立及步骤(2),可知对n=1+1=2,(*)式成立;再由(*)式对n=2成立及步骤(2),可知对n=2+1=3,(*)式成立;继续上述步骤,可知(*)式对n=3+1=4,n=4+1=5,n=5+1=6,…,n=(k-1)+1=k,…都成立。 于是(*)式对一切正整数n成立。
三、典例分析:例1.用数学归纳法证明:如果{an}是一个等差数列,公差是d,那么an=a1+(n-1)d对一切n∈N+都成立。
证明:(1)当n=1时,左边=a1,右边=a1,等式是成立的;(2)假设当n=k时,等式成立,即ak=a1+(k-1)d, 那么ak+1=ak+d=[a1+(k-1)d]+d=a1+kd, 这就是说,当n=k+1时,等式也成立, 由(1)和(2)可以断定,等式对任何n∈N+都成立。
例2.用数学归纳法证明:1+3+5+…+(2n-1)=n2.
证明:(1)当n=1时,左边=1,右边=1,等式成立;(2)假设当n=k时,等式成立,即1+3+5+…+(2k-1)=k2. 那么1+3+5+…+(2k-1)+[2(k+1)-1] =k2+[2(k+1)-1]=k2+2k+1=(k+1)2. 这就是说,当n=k+1时,等式也成立, 由(1)和(2)可以断定,等式对任何n∈N+都成立。
例3.用数学归纳法证明:
证明:(1)当n=1时,左边=4,右边=4,因为左边=右边,所以等式是成立的;
(2)假设当n=k时,等式成立,即
这就是说,当n=k+1时,等式也成立,
由(1)和(2)可以断定,等式对任何n∈N+都成立。
巩固练习、求证:(n+1)(n+2)…(n+n)=2n• 1• 3•… •(2n-1)
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