喻俊輝
(江西省九江一中)
2014 年“北約”自主招生考試中有這樣一道不等式試題:
設(shè)正實(shí)數(shù)x1,x2,…,xn滿足x1,x2,…,xn=1.證明:
如果嘗試用歸納法來證明這個(gè)不等式,將會發(fā)現(xiàn)從n=k 過渡到n=k+1 比較困難,不好處理。然而,若將其強(qiáng)化為:
若x1,x2,…,xn為正實(shí)數(shù),則
將會發(fā)現(xiàn)雖然從n=k 過渡到n=k+1 依然困難,但是由n=k 時(shí)命題成立推出n=k-1 時(shí)命題成立卻是輕而易舉的。那么,能否由此導(dǎo)出對任意的n≥2,n∈N+時(shí)(*)成立呢?結(jié)論是肯定的,其證明如下:
先用歸納法證明對于k∈N+時(shí),(*)對n=2k成立
即(*)對n=21成立.
若命題對n=2k成立,則n=2k+1時(shí),
故(*)對n=2k+1也成立。由歸納原理,當(dāng)k 取任意正整數(shù)時(shí),(*)對n=2k成立。
即(*)命題對n=k-1 成立;綜上所述,由歸納原理,(*)對于一切不小于2 的正整數(shù)都成立。
這種先由n=21推到n=2k,再由n 推到n-1 的歸納法叫做反向歸納法。反向歸納法的使用在自主招生與競賽中時(shí)常出現(xiàn),它區(qū)別于一般歸納法,適用于從n=k 較難過渡到n=k+1,但是由n=k 命題成立推出n=k-1 時(shí)命題成立較易,且對于n=2k時(shí)命題的證明較簡單。抓住這個(gè)特點(diǎn)很容易分辨哪些問題可以用反向歸納法來處理。
能用反向歸納法解決的問題特點(diǎn)非常鮮明,較易判斷,用其他做法往往比較困難,有計(jì)劃參加競賽或自主招生的學(xué)生應(yīng)加以掌握。