例说用数学归纳法证明p(k 1)成立的六种策略

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  数学归纳法是用来证明与自然数有关命题的方法,基本过程是:设P(n)是关于自然数n的命题,若1.P(n0)成立(奠基);2.假设P(k)成立(k≥n0),可以推出P(k 1)成立(归纳),则P(n)对一切大于等于n0的自然数n都成立.在高考中,主要考查用数学归纳法证明恒等式、不等式、数的整除性、几何中的计算、数列的通项与求和等问题.
  在应用数学归纳法证明时,一般说来,第一步验证比较简明,而第二步归纳步骤较复杂.因此,熟悉归纳步骤的证明方法是十分重要的.其实归纳步骤可以看成是一个独立的证明问题,归纳假设“P(k)”是问题的条件,而命题P(k 1)成立就是所要证明的结论,因此,合理运用归纳假设这一条件就成了归纳步骤的难点和关键.以下例说数学归纳法证明p(k 1)成立的六种策略.
  策略一分析综合法
  技巧领悟:在从n=k到n=k 1的过程中,若仅仅利用已知条件,有时还是没有证题思路,这时考查同一题中已证明过的结论,看是否可借用,这种“借用”思想非常重要.
  本题中若由归纳假设xk<2 1k,则xk2<22 12k…(1),1xk>12 1k…(2)
  由于以上两式不是同向不等式,所以有递推式无法完成由n=k到n=k 1的证明.要利用递推式xk 1=xk2 1xk,只要找出关系式1xk1A这样一个条件,才可接通思路.若借用已证明过的结论xn>2,问题就可迎刃而解.
  总之,用数学归纳法证明时,要特别注意:(1)首先要验证n=n0时命题成立,注意n0不一定为1;(2)在第二步证明当n=k 1时对应的命题也成立时,寻找命题中n=k和n=k 1的联系,看清由n=k到n=k 1时,等式(或不等式)的两边会增加多少项,增加怎样的项并且要正确合理的运用归纳假设,如果没有用到归纳假设,则证明就失去了严谨的逻辑性;(3)对于命题由k到k 1的变化,可以把两个命题都写出来进行对比.要看准目标,有目标的进行变形.解题时尝试利用积累的方法、策略,用数学归纳法证明一些与自然数相关的命题还是不难掌握的.
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