§2.3 数学归纳法(第二课时)
一、教学目标
1.了解归纳法的意义,培养学生观察、归纳、发现的能力.
2.了解数学归纳法的原理,能以递推思想作指导,理解数学归纳法的操作步骤.
3.抽象思维和概括能力进一步得到提高.
二、教学重点与难点
重点:借助具体实例了解数学归纳的基本思想,掌握它的基本步骤,运用它证明一些与正整数n(n取无限多个值)有关的数学命题。
难点:1、学生不易理解数学归纳的思想实质,具体表现在不了解第二个步骤的作用,不易根据归纳假设作出证明;
2、运用数学归纳法时,在“归纳递推”的步骤中发现具体问题的递推关系。
教学过程:
教学过程:
1. 归纳法:由一些特殊事例推出一般结论的推理方法.特点:特殊→一般
2. 不完全归纳法: 根据事物的部分(而不是全部)特例得出一般结论的推理方法叫做不完全归纳法.
3. 完全归纳法: 把研究对象一一都考查到了而推出结论的归纳法称为完全归纳法.
完全归纳法是一种在研究了事物的所有(有限种)特殊情况后得出一般结论的推理方法,又叫做枚举法.与不完全归纳法不同,用完全归纳法得出的结论是可靠的.通常在事物包括的特殊情况数不多时,采用完全归纳法.
4.数学归纳法:对于某些与自然数n有关的命题常常采用下面的方法来证明它的正确性:先证明当n取第一个值n0时命题成立;然后假设当n=k(kÎN*,k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立这种证明方法就叫做数学归纳法
5. 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
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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.
6.用数学归纳法证明一个与正整数有关的命题的步骤:
(1)证明:当n取第一个值n0结论正确;
(2)假设当n=k(k∈N*,且k≥n0)时结论正确,证明当n=k+1时结论也正确.
由(1),(2)可知,命题对于从n0开始的所有正整数n都正确
递推基础不可少,归纳假设要用到,结论写明莫忘掉.
学生探究过程:数学归纳法公理;
用数学归纳法证明:当时.
数学运用
例1.设,.
(1)当时,计算的值;
(2)你对的值有何感想?用数学归纳法证明你的猜想.
解:(1)当时,;
当时,;
当时,;
当时,.
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(2)猜想:当时,能被8整除.
①当时,有能被8整除,命题成立.
②假设当时,命题成立,即能被8整除,
那么当时,有
.
这里,和均为奇数,它们的和必为偶数,从而能被8整除.又依归纳假设,能被8整除,所以能被8整除.这就是说,当时,命题也成立.
根据(1)和(2),可知命题对任何都成立.
变式:求证当取正奇数时,能被整除。
证明:(1)时,,能被整除,命题成立。
(2)假设 (为正奇数)时,有能被整除,
当时,
∵以上两项均能被整除,∴能被整除,即当时命题仍成立。
由(1)、(2)可知,对一切正奇数,都有能被整除.
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例2.在平面上画条直线,且任何两条直线都相交,其中任何三条直线不共点.问:这条直线将平面分成多少个部分?
解:记条直线把平面分成个部分,我们通过画出图形观察的情况:
从图中可以看出
,
,
,
,
.
由此猜想
.
接下来用数学归纳法证明这个猜想.
(1)当时,结论均成立;
(2)假设当时,结论成立,即,
当时,第条直线与前面的条直线都相交,有个交点,这
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个交点将这条直线分成段,且每一段将原有的平面部分分成两个部分,
所以,结论也成立.
根据(1)和(2),可知对,均有,即.
例3.已知,求证:.
证明:(1)当时,,即时命题成立.
(2)假设当时命题成立,即,
当时,
故当时,命题成立.
由(1)和(2)可知,对,不等式都成立.
巩固练习:1. 证明对,成立.
2. 课本练习
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