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第一章 数 列
*§5 数学归纳法
数学归纳法
数学归纳法是用来证明某些与正整数n有关的数学命题的一种方法.它的基本步骤是:
(1)证明:当n取第一个值n0(n0是一个确定的正整数,如n0=1或2等)时,命题成立;
(2)假设当n=k(k∈N+,k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时,命题也成立.
根据(1)(2)可以断定命题对一切从n0开始的正整数n都成立.
理解数学归纳法的注意点
(1)验证是基础:数学归纳法的原理表明,第一个步骤是要找一个正整数n0,这个n0就是要证明的命题对象的最小自然数,这个自然数并不一定都是“1”.
(2)递推是关键:数学归纳法的关键在于递推,所以从k到k+1的过程,必须把归纳假设当n=k时的结论作为条件来推出当n=k+1时的命题,在推导过程中,要把归纳假设用上一次或几次.另外,要注意当n=k和n= k+1时命题的变化特点,只有看清变化特点,才能迅速应用当n=k时的假设证明出当n= k+1时命题的正确性.
利用数学归纳法证明不等式
用数学归纳法证明不等式的注意点
(1)当归纳递推证明过程中方向不明确时,可采用分析法完成,经过分析找到推证的方向后,再用综合法、比较法等其他方法证明;
(2)在推证“当n=k+1时不等式也成立”的过程中,常常要将表达式作适当放缩、变形,便于应用所作假设,变换出要证明的结论.
又2Sn+1=(bn+1-1)(bn+1+2),②
由②-①,得(bn+1+bn)(bn+1-bn-1)=0,
所以bn+1-bn=1,所以{bn}是首项为2,公差为1的等差数列,故bn=n+1.
故数列{an},{bn}的通项公式分别为an=2n+1,bn=n+1.
归纳—猜想—证明
归纳—猜想—证明是数学归纳法考查的重点题型,其解题步骤是通过特例求值,然后根据所求结果猜想出一个一般性的结论,再给出严格证明.其解题关键有两点:
(1)归纳猜想的结论一定要有一般性和准确性,这就需要多通过几个特例求值,多求得几个结果,这样猜想的结论才有一般性和准确性;
(2)由于证明方法较多,并且猜想的结论可能是等式、不等式等多种情况,所以证明过程要针对题目情况选择相应的方法.
(2)猜想数列{an}的通项公式,并用数学归纳法证明.