朱 榮
(甘肅省康樂一中,甘肅 臨夏州)
數(shù)學(xué)歸納法是證明與正整數(shù)有關(guān)的數(shù)學(xué)命題的一種重要方法,在各級各類考試中有廣泛應(yīng)用。使用數(shù)學(xué)歸納法證題必須要有兩個(gè)步驟,一是作為歸納的基礎(chǔ),二是歸納遞推,即對某些與正整數(shù)有關(guān)的命題常采用下面的方法來證明它們的正確性:①當(dāng)n取第一個(gè)值n0時(shí),命題成立;②假設(shè)當(dāng)n=k(k∈N*且k≥n0)時(shí)命題成立,證明當(dāng)n=k+1時(shí),命題也成立,這種方法叫做數(shù)學(xué)歸納法。用數(shù)學(xué)歸納法證明一個(gè)命題的基本結(jié)構(gòu)是“兩個(gè)步驟,一個(gè)結(jié)論”。這種方法粗看起來好像是一種萬能的,只要是與正整數(shù)有關(guān)的命題都能證明,但實(shí)際操作起來并非易事,學(xué)生經(jīng)常犯以下錯(cuò)誤,有的不重視第一步的驗(yàn)證,有的對n的第一個(gè)值不仔細(xì)研究誤認(rèn)為是1;有的只是形式上用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行了照葫蘆畫瓢式的書寫,其實(shí)由于沒有使用歸納假設(shè)或根本不會變形使用歸納假設(shè),而繞開最關(guān)鍵的步驟,致使形式上好像進(jìn)行了證明,其實(shí)并沒有證明,造成錯(cuò)誤,因此,證明時(shí)①和②這兩個(gè)步驟缺一不可,步驟①是步驟②的基礎(chǔ),步驟②是遞推的依據(jù)。關(guān)鍵是第二步:怎樣由假設(shè)n=k成立,推證出n=k+1時(shí),命題成立,以及如何根據(jù)題目條件,再創(chuàng)造條件,巧妙使用歸納假設(shè)是證明的難點(diǎn)。
數(shù)學(xué)歸納法雖然自有其局限性,但學(xué)生往往由于對以上情況的理解不透,把握不準(zhǔn),功力不夠,使用不當(dāng),在應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法時(shí)常常感覺數(shù)學(xué)歸納法好像很容易但又常常出錯(cuò),有時(shí)又覺得對有些與正整數(shù)有關(guān)的題目數(shù)學(xué)歸納法是失效的,而陷入迷茫,甚至感到走入絕境而不知所措的誤區(qū),致使對數(shù)學(xué)歸納法本身產(chǎn)生懷疑?,F(xiàn)筆者用例題加以說明,供同行參考,愿與同行探究.
例1用數(shù)學(xué)歸納法證明
思考 顯然當(dāng)n=1時(shí)有1<2,命題成立
當(dāng)n=1時(shí)有1<2,命題成立
那么,當(dāng)n=k+1時(shí),有
命題成立,由數(shù)學(xué)歸納法得,原命題成立。
顯然,造成學(xué)生認(rèn)為該題不能用數(shù)學(xué)歸納法的原因是,功力不夠,對數(shù)學(xué)歸納法使用不當(dāng)。
例2 用數(shù)學(xué)歸納法證明
思考 顯然,當(dāng)n=1時(shí),有1<2,命題成立
則當(dāng)n=k+1時(shí)
當(dāng)n=1時(shí),命題顯然成立
則當(dāng)n=k+1時(shí),有