Метод математической индукции 10 класс контрольные: Тест по теме «Метод математической индукции»

Содержание

11. Метод математической индукции | Контрольные работы по математике и

Во многих разделах математики приходится доказывать истинность утверждения, зависящего от , т. е. истинность высказывания P(N) Для «NÎN (для любого NÎN P(N) Верно).

Часто это удается доказать Методом математической индукции.

В основе этого метода лежит принцип математической индукции. Обычно он выбирается в качестве одной из аксиом арифметики и, следовательно, принимается без доказательства. Согласно принципу математической индукции предложение P(N) считается истинным для всех натуральных значений переменной, если выполнены два условия:

1. Предложение P(N) истинно для N = 1.

2. Из предложения, что P(N) истинно для N = K (KПроизвольное натуральное число) следует, что оно истинно для N = K + 1.

Под методом математической индукции понимают следующий способ доказательства

1. Проверяют истинность утверждения для N = 1 – база индукции.

2. Предполагают, что утверждение верно для N = KИндуктивное предположение.

3. Доказывают, что тогда оно верно и для N = K + 1 индуктивный переход.

Иногда предложение P(N) оказывается верным не для всех натуральных N, а начиная с некоторого для N = N0. В этом случае в базе индукции проверяется истинность P(N) при N = N0.

Пример 1. Пусть . Доказать, что

1. База индукции: при N = 1 по определению S1 = 1 и по формуле получаем один результат. Утверждение верно.

2. Индуктивное предположение. Пусть N = k и .

3. Индуктивный переход. Пусть N = k + 1. Докажем, что .

Действительно, в силу индуктивного предположения

Преобразуем это выражение

Индуктивный переход доказан.

Замечание. Полезно записать, что дано (индуктивное предположение) и что нужно доказать!

Пример 2. Доказать

.

1. База индукции. При N = 1, утверждение, очевидно, верно.

2. Индуктивное предположение. Пусть N = K и

3. Индуктивный переход. Пусть N = K + 1. Докажем:

Действительно, возведем правую сторону в квадрат как сумму двух чисел:

Используя индуктивное предположение и формулу суммы арифметической прогрессии: , получим

Пример 3. Доказать неравенство

для .

1. Базой индукции в этом случае является проверка истинности утверждения для , т. е. необходимо проверить неравенство . Для этого достаточно возвести неравенство в квадрат: или 63 < 64 – неравенство верно.

2. Пусть неравенство верно для , т. е.

.

3. Пусть , докажем:

.

Используем предположение индукции

Зная как должна выглядеть правая сторона в доказываемом неравенстве выделим эту часть

Остается установить, что лишний множитель не превосходит единицы. Действительно,

.

Пример 4. Доказать, что при любом натуральном число оканчивается цифрой .

1. Наименьшее натуральное , с которого справедливо утверждение, равно . .

2. Пусть при число оканчивается на . Это означает, что это число можно записать в виде , где – какое-то натуральное число. Тогда .

3. Пусть . Докажем, что оканчивается на . Используя полученное представление, получим

Последнее число имеет ровно единиц.

Задачи.

1. Доказать, что при каждом верны равенства

1) .

2) .

3) .

4) .

5) .

6) .

7) .

8) .

9) .

10).

2. Доказать, что при любом .

1) кратно .

2) кратно .

3) кратно .

4) кратно .

5) кратно .

6) кратно 19.

3. Доказать справедливость следующих неравенств для всех натуральных .

1) .

2) .

3) .

4) .

5) .

4. Доказать, что при любом натуральном верно неравенство

1) . 2) .

5. Доказать равенство для любого

1) ,

(в левой части содержится корней).

2) .

6. Пусть – произвольные неотрицательные числа, причем

.

Доказать, что .

7. Доказать неравенство Бернулли

,

8.Пусть – произвольные положительные числа, причем

. Доказать, что .

< Предыдущая  
Следующая >

Метод математической индукции — ПриМат

Под методом математической индукции понимают следующий способ доказательства: если требуется доказать истинность утверждения $latex P(n), \forall n \in \mathbb{N},$ то сначала проверяют данное утверждение для некоторого натурально числа $latex n_0 $, обычно $latex n_0=1$, а потом допускают истинность выражения $latex P(k). $ Далее доказывают истинность утверждения $latex P(k+1).$

Упражнение:

Доказательство одноцветности всех лошадей — ошибочное доказательство, что все лошади одного цвета, придуманное венгерским математиком Пойа. Доказательство призвано продемонстрировать ошибки, возникающие при неправильном использовании метода математической индукции.

Доказываемое утверждение: все лошади одного цвета.

Доказательство:

Проведем доказательство по индукции.

База индукции:

Одна лошадь, очевидно, одного (одинакового) цвета.
Шаг индукции:
Пусть доказано, что любые $latex K $ лошадей всегда одного цвета. Рассмотрим $latex K+1 $ каких-то лошадей. Уберем одну лошадь. Оставшиеся $latex K $ лошадей одного цвета по предположению индукции. Возвратим убранную лошадь и уберем какую-то другую. Оставшиеся $latex K $ лошадей снова будут одного цвета. Значит, все $latex K+1 $ лошадей одного цвета.

{k+1}$, что и требовалось доказать. $latex \blacksquare$

Тест «Метод математической индукции»

Лимит времени: 0

Информация

Тестовые вопросы по вышеизложенному материалу.

Вы уже проходили тест ранее. Вы не можете запустить его снова.

Тест загружается…

Вы должны войти или зарегистрироваться для того, чтобы начать тест.

Вы должны закончить следующие тесты, чтобы начать этот:

Правильных ответов: 0 из 3

Ваше время:

Время вышло

Вы набрали 0 из 0 баллов (0)

Средний результат

 

 
Ваш результат

 

 
Ваш результат был записан в таблицу лидеров

Метод математической индукции. 8 класс

Математическая индукция

Математическая индукция Задача 1 Из квадрата клетчатой бумаги размером 16х16 вырезали одну клетку. Докажите, что полученную фигуру можно разрезать на «уголки» из трёх клеток. Первое соображение 16. 16

Подробнее

Лекция 1: математическая индукция

Лекция : математическая индукция Дискретная математика, ВШЭ, факультет компьютерных наук (Осень 04 весна 05) Математическая индукция очень популярный способ рассуждений. Он будет часто применяться дальше

Подробнее

Индукция. Конструкции по индукции.

Индукция. Конструкции по индукции. 1. Из квадрата клетчатой бумаги размером 16 16 вырезали одну клетку. Докажите, что полученную фигуру можно разрезать на «уголки» из трёх клеток. Придумайте обобщение

Подробнее

1=1 ; 1+3=2 ; 1+3+5=3 ;

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Заочная школа Математическое отделение МЕТОД МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ИНДУКЦИИ И БЕСКОНЕЧНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 0-й класс, задание ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ЗАДАНИЯ Приступая

Подробнее

КОМБИНАТОРНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ГЕОМЕТРИИ

КОМБИНАТОРНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ГЕОМЕТРИИ В последнее время интерес к комбинаторике в школьном курсе математики заметно возрос. Элементы комбинаторики, статистики и теории вероятностей включены в новые стандарты

Подробнее

Занятие 3. deg u = 2 E.

Занятие 3 Граф 1 G = (V, E) представляет собой конечную непустую совокупность вершин V, некоторые из которых соединенны ребрами. Совокупность ребер обозначается E. Мы пишем uv E, если вершины u и v соединены

Подробнее

Принцип Дирихле. Основные сведения

Автор Баимбетова Кульшара Газизовна Учитель математики высшей категории Принцип Дирихле Основные сведения 1. Самая популярная формулировка принципа Дирихле такова: «если в n клетках сидит m зайцев, причем

Подробнее

Занятие 6. a = bq + r и 0 r < b.

Занятие 6 Если не оговорено противное, в этой теме слово «число» означает целое число. Целое число a делится на целое число b, если существует целое число k, т. ч. a = bk. Также в этом случае говорят,

Подробнее

ЦЕНТР ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА.

ЦЕНТР ПЕДГОГИЧЕКОГО МТЕРТ. методические материалы проекта «Математическая вертикаль» ГЕОМЕТРИЯ: 7 класс параграф 11 Признаки равенства треугольников. автор: М.. олчкевич 2018 г. ннотация: Данный материал

Подробнее

Решения заданий День 1

IV Кавказская математическая олимпиада Решения заданий День 1 Д. К. Мамий П. А. Кожевников В. А. Брагин Д. А. Белов Е. В. Бакаев Л. А. Емельянов А. А. Полянский М. Сагафиян 15 20 марта 2019 г. г. Майкоп

Подробнее

10 класс 1. Ответ. Например,

10 класс 1. Ответ. Например, 900 900 000. Примечание. На самом деле существует 28 573 числа, удовлетворяющих условиям задачи, наименьшее из которых равно 100 006 020, а наибольшее 999 993 240. 2. См. решение

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 24 ПЛОСКИЕ ГРАФЫ

ЛЕКЦИЯ 24 ПЛОСКИЕ ГРАФЫ 1. Формула Эйлера для плоских графов Определение 44: Плоским графом называется изображение графа на плоскости без самопересечений. Замечание Граф не есть то же самое, что плоский

Подробнее

Решение. Критерии. Полное решение 4 балла.

1. Чебурашка записал словами все чётные трёхзначные числа («сто, сто два, сто четыре,…, девятьсот девяносто восемь»), а Незнайка все нечётные трёхзначные числа. Кто из них написал больше слов и на сколько?

Подробнее

standard input standard output

Задача A. Арифметика Сначала найдём разность между заданными числами. Очевидно, что количество нечётных чисел будет не менее, чем [( a b + 1)/2] (между a и b a b + 1 число, из них не менее [( a b + 1)/2]

Подробнее

ЛОМАНЫЕ И МНОГОУГОЛЬНИКИ

ЛОМАНЫЕ И МНОГОУГОЛЬНИКИ Фигура на плоскости, образованная конечным набором отрезков, расположенными так, что конец первого является началом второго, конец второго — началом третьего и т. д. называется

Подробнее

Делимость целых чисел

Делимость целых чисел Число а делится на число b (или b делит а) если существует такое число с, что а=bc При этом число c называется частным от деления а на b Обозначения: a — а делится на b или ba b делит

Подробнее

7 класс, высшая лига, 2 тур, 25 ноября

7 класс, высшая лига, 2 тур, 25 ноября 1. Два игрока поочередно в квадрат 2017 2017 ставят по одной фишке в свободные клетки, при этом должно выполняться условие — в каждой строке и каждом столбце не может

Подробнее

CQ CB = CP CA = 4CP 2 = (2CP ) 2 = CM 2.

LXXVII Московская математическая олимпиада Решения задач 10 класса версия от 11.03.2014 Задача 1. Квадратный трёхчлен f(x) = ax 2 + bx + c принимает в точках 1 и c a значения разных знаков. Докажите, что

Подробнее

Игра «Домино» 6-7 класс 0:2 0:4

Игра «Домино» 6-7 класс 0:1 Найдите какое-нибудь натуральное число, сумма цифр которого не изменяется при делении его на 5 (считается, что первоначальное число делится на 5). 0:0 В противоположных углах

Подробнее

Геометрия (решения) Младшая лига

VIII командно-личный турнир «Математическое многоборье» 2 7 ноября 2015 года, г. Москва Геометрия (решения) Младшая лига 1. Дана окружность и ее хорда. В концах хорды к окружности проведены касательные

Подробнее

ГЛАВА 1. Проективная геометрия

ГЛАВА 1. Проективная геометрия 1.1. Проективное пространство Пусть дано (n + 1)-мерное векторное пространство V ( 6.1, часть I) и непустое множество P произвольной природы. Говорят, что множество P наделено

Подробнее

Вокруг заданий 18 из ЕГЭ 2017

Вокруг заданий 18 из ЕГЭ 2017 А. В. Шевкин, [email protected] Аннотация: В статье разобраны различные способы решения ряда заданий с параметром. Ключевые слова: уравнение, неравенство, параметр, функция,

Подробнее

Сайт олимпиады 11 класс. Вариант 1

.0.06 Сайт олимпиады http://v-olymp.ru класс Вариант. Найдите какое-нибудь натуральное число, сумма всех делителей которого (включая и само это число) равна 06. Решение: Сумма делителей числа n p p p равна

Подробнее

1 Числовые последовательности

Глава 0 Последовательности Числовые последовательности Числовую последовательность часто называют функцией натурального аргумента Действительно, задание -ого члена последовательности аналогично заданию

Подробнее

Решение уравнений в целых числах

Решение уравнений в целых числах Линейные уравнения. Метод прямого перебора Пример. В клетке сидят кролики и фазаны. Всего у них 8 ног. Узнать сколько в клетке тех и других. Укажите все решения. Решение.

Подробнее

«Последняя загадка Пьера Ферма-2»

«Последняя загадка Пьера Ферма-» Некоторое время назад я опубликовал работу «Последняя загадка Пьера Ферма» в которой записал доказательство Большой теоремы Ферма (http://wbabi.et/mitkovsky/mitkovsky6.pdf,

Подробнее

Математика 7 класс Задачи на делимость

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Математика класс Задачи на делимость Новосибирск Определение и свойства

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 11 ИСЧИСЛЕНИЕ ПРЕДИКАТОВ

ЛЕКЦИЯ 11 ИСЧИСЛЕНИЕ ПРЕДИКАТОВ 1. Аксиомы исчисления предикатов Можно сказать, что исчисление предикатов это то же, что исчисление высказываний, только в формулах с кванторами. Конечной целью изучения

Подробнее

skype arest.michael

Школа начального развития. [email protected] skype arest.michael М. Арест Математический конструктор «Научись делить поровну» Обращение к родителям и воспитателям: Деление и признаки делимости натурального

Подробнее

Задания для 8 9 класса

Задания для 8 9 класса 1. Первая часть Задача 1: В школе сработала пожарная сигнализация. После долгих поисков того, кто это сделал, остались трое подозреваемых: Паша, Саша и Маша. Каждому из них дали

Подробнее

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ДОЛЕЙ И ДРОБЕЙ

МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ДОЛЕЙ И ДРОБЕЙ В соответствии с программой по математике в начальных классах должна быть проведена подготовка к изучению дробей в V и VI классах. Это значит: в начальных классах надо

Подробнее

c Трушин Б. В., г. Троицк, 2 декабря 2006 г.

Тема I. Четность Задача 1. Квадратная таблица 25 25 раскрашена в 25 цветов так, что в каждой строке и в каждом столбце представлены все цвета. Докажите, что если расположение цветов симметрично относительно

Подробнее

Разбор задач третьей части заданий 1

Разбор задач третьей части заданий 1 2 Электронная школа Знаника Разбор задач третьей части заданий 4 класс 6 7 8 9 10 А В А В Г Задача 6 Внутри туннеля через каждые 10 м расположены контрольные пункты.

Подробнее

StudyPort.Ru — Метод математической индукции

Метод математической индукции

Вступление

Основная часть

  1. Полная и неполная индукция
  2. Принцип математической индукции
  3. Метод математической индукции
  4. Решение примеров
  5. Равенства
  6. Деление чисел
  7. Неравенства

Заключение

Список использованной литературы

Вступление

В основе всякого математического исследования лежат дедуктивный и индуктивный методы. Дедуктивный метод рассуждений — это рассуждение от общего к частному, т.е. рассуждение, исходным моментом которого является общий результат, а заключительным моментом – частный результат. Индукция применяется при переходе от частных результатов к общим, т.е. является методом, противоположным дедуктивному.

Метод математической индукции можно сравнить с прогрессом. Мы начинаем с низшего, в результате логического мышления приходим к высшему. Человек всегда стремился к прогрессу, к умению развивать свою мысль логически, а значит, сама природа предначертала ему размышлять индуктивно.

Хотя и выросла область применения метода математической индукции, в школьной программе ему отводится мало времени. Ну, скажите, что полезного человеку принесут те два-три урока, за которые он услышит пять слов теории, решит пять примитивных задач, и, в результате получит пятёрку за то, что он ничего не знает.

А ведь это так важно — уметь размышлять индуктивно.

Основная часть

По своему первоначальному смыслу слово “индукция” применяется к рассуждениям, при помощи которых получают общие выводы, опираясь на ряд частных утверждений. Простейшим методом рассуждений такого рода является полная индукция. Вот пример подобного рассуждения.

Пусть требуется установить, что каждое натуральное чётное число n в пределах 4< n < 20 представимо в виде суммы двух простых чисел. Для этого возьмём все такие числа и выпишем соответствующие разложения:

4=2+2; 6=3+3; 8=5+3; 10=7+3; 12=7+5;

14=7+7; 16=11+5; 18=13+5; 20=13+7.

Эти девять равенств показывают, что каждое из интересующих нас чисел действительно представляется в виде суммы двух простых слагаемых.

Таким образом, полная индукция заключается в том, что общее утверждение доказывается по отдельности в каждом из конечного числа возможных случаев.

Иногда общий результат удаётся п

Соминский И. С. Метод математической индукции. — 1974 // Библиотека Mathedu.Ru

Соминский И. С. Метод математической индукции. — 1974

Подготовка
текстаПодготовка
текста

Содержание

Загрузка
структуры

Информация

Загрузка
описаний

Справка

Загрузка
справки

Поиск

Страниц найдено: 1

Если строка в кавычках «…», то найдутся страницы со словосочетанием в точно такой форме.

Если слова указаны через пробел или оператор «&», то найдутся страницы, содержащие все введенные слова в одном предложении.

Если указано несколько слов через оператор «|», то найдутся страницы, содержащие любое из введенных слов.

Если указано два слова через оператор «~», то найдутся страницы, содержащие первое, но не содержащие второе слово в одном предложении.

По вашему запросу ничего не найдено.

Убедитесь, что слова написаны без ошибок или попробуйте выбрать другие значения.

null

Подождите,
пожалуйста…

Печать

Обложка12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364Обложка (с. 4)

Подготовка [0%]…

Отмена

{«root»:»text»,»url»:»sominskiy_metod_matematicheskoy_induktsii_1974″,»surl-package»:»\/text\/%PACKAGE%\/?query=%QUERY%»,»surl-page»:»\/text\/%PACKAGE%\/p%PAGE%\/?query=%QUERY%»,»query»:»\»\»»,»section»:»library»,»mode-gfx»:true,»mode-html»:true,»mode-prefer»:»gfx»,»layout-prefer»:»1×1″,»zoom»:{«1×1»:{«level»:100,»_w»:false,»_h»:true},»2×1″:{«level»:100,»_w»:true,»_h»:false},»html»:{«level»:100}},»textsize-prefer»:»2″,»textfont-prefer»:»a»,»tree-type»:»ajax»,»tree-state»:»visible»,»printbox-state»:»hidden»,»print-allowed»:»1″,»searchbox-state»:»hidden»,»searchbox-type»:»inline»,»goto-pageno»:null,»goto-page»:-1,»defw»:»800″,»defh»:»1286″,»minh»:1286,»maxh»:1286,»fixeven»:null,»package»:»left»,»sitemode»:»live»,»user»:{«uuid»:»»}}

Удержи­вайте пра­вую кнопку мыши для выде­ле­ния группы стра­ниц.

Удержи­вайте кла­вишу Shift для выде­ле­ния диапа­зона стра­ниц.

Удержи­вайте кла­вишу Ctrl для пере­хода к стра­нице без её выде­ле­ния.

Поз­во­ляет нахо­дить задан­ные слова и сло­во­со­че­та­ния в тек­сте пуб­ли­кации.

Поиск под­держи­вает кирил­ли­че­ский и латин­ский алфа­виты.

Пере­клю­чайте вид списка результа­тов поиска кноп­ками «Спи­сок» и «Карта».

Функция печати/ска­чи­ва­ния доступна только зареги­стри­ро­ван­ным поль­зо­ва­те­лям.

Пожа­луй­ста, зареги­стри­руй­тесь или авто­ри­зуй­тесь.

Выбор оформ­ле­ния (свет­лое/тём­ное) доступен только зареги­стри­ро­ван­ным поль­зо­ва­те­лям.

Пожа­луй­ста, зареги­стри­руй­тесь или авто­ри­зуй­тесь.

Метод математической индукции (2) — Лекция

Метод математической индукции.

Лекция для учеников 8 «А» класса.

Учитель математики: Ермеев Валерий Александрович.

Цели лекции: 1) ознакомить учащихся 8 «А» класса методом математической индукции;

2) выработать навыки и умения применять данный метод при решении задач на доказательства равенств, на делимость, на доказательства неравенств, на суммирование.

Одним из самих универсальных методов доказательств математических утверждений, в которых фигурируют слова «для произвольного натурального n» является метод математической индукции.

Доказательство при помощи этого метода состоит из трех этапов:

начало индукции,

индуктивное допущение и

индуктивный шаг.

В простейшем варианте это выглядит следующим образом.

1) Начало индукции. Доказывается (проверяется), что сформулированное утверждение выполняется при n = 1.

2) Индуктивное допущение. Предполагается, что утверждение справедливо при n = k.

3) Индуктивный шаг. Доказывается, что при условии справедливости утверждения при

n = k следует его справедливость при n = k + 1.

Метод математической индукции можно применять только для доказательства утверждений, зависящих от натурального n. В основном он применяется для решения задач двух видов:

1) исходя из частных наблюдений устанавливают некоторую закономерность и затем доказывают её справедливость методом математической индукции;

2) доказывают справедливость некоторой формулы методом математической индукции.

Применение метода математической индукции в задачах на доказательства равенств.

Пример 1. Доказать, что при любом натуральном n верно равенство:

Доказательство. 1) Начало индукции. Проверяем утверждение при n = 1

Неравенство выполняется.

2) Индуктивное допущение. Предположим, что равенство верно при n = k, т. е.

3) Индуктивный шаг. Докажем утверждение при n = k +1:

Таким образом, что доказываемое утверждение справедливо при n = k + 1. По методу математической индукции получаем, что утверждение справедливо при любом

Применение метода математической индукции в задачах на делимость.

Пример 2. Доказать, что при любом натуральном n значение выражения n 3 + 11n делится на 6.

Доказательство. 1) Начало индукции. Проверим утверждение при n = 1.

1 3 + 11∙ 1 = 12

Так как 12 : 6 = 2, то утверждение справедливо при n = 1.

2) Индуктивное допущение. Предположим, что утверждение справедливо при n = k, т. е. выражение k 3 + 11k делится на 6.

3) Индуктивный шаг. Докажем, что утверждение выполняется при

n = k +1.

(k+1) 3 + 11(k+1) = k 3 + 3k 2 + 3k + 1 + 11k + 11 = (k 3 + 11k) + 3k(k + 1) + 12.

Первое слагаемое делится на 6. При любом натуральном k одно из чисел к ним k + 1 является чётным, поэтому второе слагаемое делится на 6. Третье слагаемое делится на 6.

По методу математической индукции получаем, что утверждение справедливо при любом

Применение метода математической индукции в задачах на доказательства неравенств.

Пример 3. Доказать, что при любом натуральном n ≥ 3 выполняется неравенства

3 n> 2n + 3n.

Доказательство. 1) Начало индукции. Проверим утверждение при n = 3: 3 3 > 2 3 + 3∙3 – выполняется.

2) Индуктивное допущение. Предположим, что утверждение справедливо при n = k, т. е.3 k> 2k + 3k

. 3) Индуктивный шаг. Докажем, что утверждение выполняется при

n = k +1. Для этого обе части неравенства 3 k> 2k + 3k умножим на 3. Получаем:

3л + 1 > 3 ∙ 2 k + 9k = (2 + 1) 2 k + 3(k + 1) + 6k – 3 = 2 ∙ 2 k + 3(k + 1) + 2 k + 3(2k – 1) > 2 k + 1 + + 3(k + 1).

Таким образом, что доказываемое утверждение справедливо при n = k + 1. По методу математической индукции получаем, что утверждение справедливо при любом натуральном n ≥ 3.

Применение метода математической индукции в задачах на суммирование.

Пример 4. Вычислить сумму первых n нечетных чисел натурального ряда.

Решение. S(1) = 1, S(2) = 1 + 3 = 4, S(3) = 1 + 3 + 5 = 9, S(4) = 1 + 3 + 5 + 7 = 16, S(5) = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25. Замечаем, что сумма первых n нечетных чисел натурального ряда равна n2, т.е. S(n) = n2.

Докажем это.

1) Для n = 1 формула верна.

2) Предположим, что она верна для какого-либо натурального n = k, т.е. S(k) =k2.

Докажем, что тогда она будет верна и для n = k +1, т.е. S(k+1) = (k + 1)2:S(k + 1) = 1 + 3 + 5 +…+(2k – 1) + (2k + 1) = S(k) + (2k + 1) = k2 + 2k + 1 = (k + 1)2.

Следовательно, формула верна для всех натуральных значений n, т.е. S(n) = n2.

Задачи для самостоятельного решения.

1) Докажите, что для любого натурального n справедливы равенства:

2) Докажите, что при любых натуральных n:

а) n (n 2 – 1) (n 2 – 5n + 26) делится на 120;

б) 2 5n+ 1 + 5 n + 2 делится на 27;

в) 2 3n + 3 – 7n + 41 делится на 49.

3) Докажите, что для любого натурального n справедливы неравенства:

а) 4 n > n 2;

б) 2 n > n 2 – 2n + 2.

4) Найдите сумму:

а) 1 ∙ 1! + 2 ∙ 2! +3 ∙ 3! + … + n ∙ n!;

б)

Используемая литература:

1) Петраков И. С. Математические кружки в 8 – 10 классах: Кн. для учителя.- М.: Просвещение, 1987.-224 с.

2) Галицкий М. Л. и др. Сборник задач по алгебре для 8 – 9 классов: Учебное пособие для учащихся школ и классов с углубленным изу

Mathematical Induction

В этом разделе мы обсудим метод доказательства, который используется для доказательства утверждений, верных для всех положительных целых чисел. Прежде чем обсуждать метод, давайте рассмотрим несколько мотивирующих примеров.

Задача5.1

Нарисуйте круг, выберите две разные точки на круге и назовите их \ (A_1 \) и \ (A_2 \). Соедините \ (A_1 \) и \ (A_2 \) прямой линией.

  1. На сколько областей в круге делится линия? Позвоните по этому номеру \ (r_2 \)
  2. Выберите другую точку \ (A_3 \), отличную от \ (A_1 \) и \ (A_2 \). Соедините \ (A_3 \) с \ (A_1 \) и \ (A_2 \) прямыми линиями. Теперь, на сколько областей в круге делятся линии? Звоните по этому номеру \ (r_3 \)
  3. Выберите другую точку \ (A_4 \), отличную от \ (A_1, A_2 \) и \ (A_3 \). Соедините \ (A_4 \) с остальными точками на окружности прямыми линиями. Теперь, на сколько областей в круге делятся линии? Звоните по этому номеру \ (r_4 \)
  4. Выберите другую точку \ (A_5 \) и повторите процесс. Вы можете угадать значение \ (r_5 \)? Проверьте свой ответ.
  5. Выберите другую точку \ (A_6 \) и повторите процесс. Вы можете угадать значение \ (r_6 \)? Проверьте свой ответ.

Вот еще один пример индуктивного рассуждения. Мы хотим показать, что наш компьютер включится на \ (n \) день после покупки.

Компьютер включился в первый же день после покупки.

Компьютер включился на второй день после покупки.

Компьютер включился на третий день после покупки.

Компьютер включился на четвертый день после покупки. 2 + n + 41 \) — простое число.

Предположим, что мы хотим доказать утверждение \ (S (n) \), которое имеет свободную переменную \ (n \), где \ (n \) может быть любым натуральным числом. Априори нам нужно доказать, что все \ (S (1), S (2), S (3), \ dots \) ​​верны. Если бы нам пришлось доказать истинность \ (S (n) \), доказав, что \ (S (1), S (2), S (3), \ dots \) ​​истинны один за другим, мы никогда не остановимся на этом. их бесконечно много. Математическая индукция предназначена для доказательства подобных утверждений. Представим себе утверждения \ (S (1), S (2), S (3), \ dots \) ​​как домино, и они выстроены в ряд.Предположим, что мы можем доказать \ (S (1) \) и обозначить это как сбивание домино \ (S (1) \). Предположим, что мы можем доказать, что любое утверждение \ (S (k) \) истинно, влечет истинность следующего утверждения \ (S (k + 1) \). Это равносильно утверждению, что домино \ (S (k) \) и домино \ (S (k + 1) \) достаточно близки, и если \ (S (k) \) сбить, то \ (S (k +1) \) тоже будет в нокдауне. Поскольку \ (k \) — произвольное натуральное число, это говорит нам о том, что все домино \ (S (k) \) выстроены достаточно близко, так что всякий раз, когда первое домино \ (S (1) \) падает, все домино упадут.Между домино бесконечно много связей, мы должны доказывать бесконечно много утверждений (и мы не сможем закончить работу, если будем доказывать это одно за другим). Но весь фокус в том, чтобы установить все связи одним выстрелом! Вот как выглядит общая структура с использованием математической индукции для доказательства того, что \ (S (n) \) истинно для всех натуральных чисел \ (n \).

Продолжаем индукцией по \ (n \).

  1. Базовый шаг: Докажите, что первое утверждение \ (S (1) \) верно.
  2. Индуктивный шаг: для любого целого числа \ (k \ geq 1 \) предположим, что \ (S (k) \) истинно.2 \) для всех \ (n \ in \ mathbb {N} \).

    Задача5.9

    Предположим, что каждая машина имеет только один цвет, и мы хотим доказать, что каждая коллекция из \ (n \) машин имеет одинаковый цвет для всех натуральных чисел \ (n \). Что вы думаете о следующем доказательстве с использованием математической индукции?

    Продолжаем индукцией по \ (n \).

    1. Базовый шаг: Если \ (n = 1 \), то в коллекции есть только одна машина, и все машины в этой коллекции явно одного цвета.
    2. Индуктивный шаг: Для любого целого числа \ (k \ geq 1 \) предположим, что любой набор \ (k \) автомобилей имеет один и тот же цвет.Мы хотим доказать, что любой набор из \ (k + 1 \) машин имеет одинаковый цвет. Давайте выберем набор из \ (k + 1 \) автомобилей \ begin {equal *} C = \ {c_1, c_2, \ dots, c_ {k + 1} \} \ end {equal *}, где каждый \ (c_i \) обозначает одну машину в коллекции для всех \ (1 \ leq i \ leq k + 1 \). Обозначим \ begin {уравнение *} C_1 = \ {c_1, c_2, \ dots, c_k \} \ end {уравнение *} как подколлекцию \ (C \). Поскольку \ (C_1 \) имеет \ (k \) автомобилей, мы знаем, что все автомобили в \ (C_1 \) имеют одинаковый цвет по индуктивной гипотезе. Обозначим \ begin {уравнение *} C_2 = \ {c_2, c_3, \ dots, c_ {k + 1} \} \ end {уравнение *} как другую подгруппу \ (C \). Поскольку \ (C_2 \) имеет \ (k \) автомобилей, мы знаем, что все автомобили в \ (C_2 \) имеют один и тот же цвет по предположению индукции. Автомобиль \ (c_1 \) имеет тот же цвет, что и автомобили в центре, которые, в свою очередь, того же цвета, что и последний автомобиль \ (c_ {k + 1} \). Следовательно, первая, средняя и последняя машины имеют одинаковый цвет.
    3. По математической индукции следует, что каждый набор \ (n \) автомобилей имеет один и тот же цвет для всех натуральных чисел \ (n = 1 \).
    Задача5.10

    Докажите, что каждое положительное целое число либо нечетное, либо четное.

    Задача5.11

    Докажите свою гипотезу в задаче 4.30.

    Примеры математической индукции

    О «Математических примерах индукции»

    Примеры математической индукции:

    Здесь мы увидим некоторые задачи математической индукции с решениями.

    Определите математическую индукцию:

    Математическая индукция — это метод или метод доказательства математических результатов или теорем

    Процесс индукции включает следующие шаги.

    Математические примеры индукции

    Вопрос 1:

    Докажите, используя принцип математической индукции, что для n ≥ 1

    1 2 + 3 2 + 5 2 + · · · + (2n — 1) 2 = n (2n — 1) (2n + 1) / 3

    Решение:

    Пусть p (n) = 1 2 + 3 2 + 5 2 + · · · + (2n — 1) 2 = n (2n — 1) (2n + 1) / 3

    Шаг 1:

    положить n = 1

    p (1) = 1 2 + 3 2 + 5 2 + · · · + (2 (1) — 1) 2 = 1 (2 (1) — 1) (2 (1) +1) / 3

    1 = 1

    Следовательно, p ( 1) верно.

    Шаг 2:

    Предположим, что утверждение верно для n = k

    p (k) = 1 2 +3 2 +5 2 + · · · + (2k — 1) 2 = k (2k — 1) (2k + 1) / 3 — (1)

    Нам нужно показать, что P (k + 1) истинно. Рассмотрим,

    Шаг 3:

    Предположим, что утверждение верно для n = k + 1

    p (k + 1)

    1 2 + 3 2 · · · + ( 2 (k + 1) — 1) 2 = [(k + 1) (2 (k + 1) — 1) (2 (k + 1) +1)] / 3

    1 2 + 3 2 · · · + (2k + 1) 2 = [(k + 1) (2k + 1) (2k + 3)] / 3

    1 2 + 3 2 · · · + (2k-1) 2 + (2k + 1) 2 = [(k + 1) (2k + 1) (2k + 3)] / 3

    Применяя (1) на этом этапе, мы получаем

    Следовательно, по принципу математической индукции n ≥ 1

    1 2 + 3 2 + 5 2 + · · · + (2n — 1) 2 = n (2n — 1) ( 2n + 1) / 3

    Вопрос 2:

    Докажите, что сумма первых n ненулевых четных чисел равна n 2 + n.

    Решение:

    Пусть p (n) будет выражением «n 2 + n» четно.

    Шаг 1:

    p (n) = n 2 + n

    положим n = 1

    p (1) = 1 2 + 1 = 2, что равно

    Следовательно, p ( 1) верно.

    Ste 2:

    Пусть p (m) истинно. Тогда

    p (m) истинно ==> m 2 + m четно ==> m 2 + m ==> 2λ для некоторого λ ∊ N

    Теперь мы покажем, что p (m + 1) верно.Для этого мы должны показать, что (m + 1) 2 + (m + 1) — четное натуральное число.

    Сейчас,

    (m + 1) 2 + (m + 1) = m 2 + 2 m + 1 + m + 1

    = m 2 + 2 m + m + 2

    = m 2 + m + 2m + 2

    = m 2 + m + 2 (m + 1)

    = 2λ + 2 (m + 1)

    = 2 (λ + m + 1)

    Следовательно, p (m + 1) верно.

    Следовательно, сумма первых n ненулевых четных чисел равна n 2 + n.

    Мы надеемся, что после того, как студенты усвоили материал, приведенный выше, «Примеры математической индукции».

    Помимо вышеперечисленного, если вы хотите узнать больше о «Математических примерах индукции». Помимо того, что описано в этом разделе, если вам нужны другие математические данные, воспользуйтесь нашим пользовательским поиском Google здесь.

    Если у вас есть отзывы о наших математических материалах, напишите нам:

    v4formath @ gmail.com

    Мы всегда ценим ваши отзывы.

    Вы также можете посетить следующие веб-страницы, посвященные различным вопросам математики.

    ЗАДАЧИ СО СЛОВАМИ

    Задачи со словами HCF и LCM

    Задачи со словами на простых уравнениях

    Задачи со словами на линейных уравнениях

    Задачи со словами на квадратных уравнениях

    003

    Проблемы со словами в поездах

    Проблемы со словами по площади и периметру

    Проблемы со словами по прямому и обратному изменению

    Проблемы со словами по цене за единицу

    Проблемы со словами по количеству единиц

    задачи по сравнению ставок

    Преобразование обычных единиц в текстовые задачи

    Преобразование метрических единиц в текстовые задачи

    Word задачи по простому проценту

    Word по сложным процентам

    Word по типам ngles

    Проблемы с дополнительными и дополнительными углами в словах

    Проблемы со словами с двойными фактами

    Проблемы со словами тригонометрии

    Проблемы со словами в процентах

    Проблемы со словами для разметки 9102 Задачи со словами

    Задачи с десятичными словами

    Задачи со словами на дроби

    Задачи со словами на смешанные фракции

    Одношаговые задачи со словами с уравнениями

    Проблемы со словами о линейных неравенствах и пропорциях 9

    Задачи

    Проблемы со временем и рабочими словами

    Задачи со словами на множествах и диаграммах Венна

    Проблемы со словами на возрастах

    Проблемы со словами из теоремы Пифагора

    Процент числового слова проблемы

    Проблемы со словами при постоянной скорости

    Проблемы со словами при средней скорости

    Проблемы со словами на сумме углов треугольника 180 градусов

    ДРУГИЕ ТЕМЫ

    Сокращения прибыли и убытков

    Сокращение в процентах

    Сокращение в таблице времен

    Сокращение времени, скорости и расстояния

    Сокращение соотношения и пропорции

    000 Домен и диапазон 9103 рациональных функций Область и диапазон 9103 рациональных функций функции с отверстиями

    Графики рациональных функций

    Графики рациональных функций с отверстиями

    Преобразование повторяющихся десятичных знаков в дроби

    Десятичное представление рациональных чисел

    видение

    Л. Метод CM для решения задач времени и работы

    Преобразование словесных задач в алгебраические выражения

    Остаток при делении 2 в степени 256 на 17

    Остаток при делении степени 17 на 16 на 16

    Сумма всех трехзначных чисел, делящихся на 6

    Сумма всех трехзначных чисел, делимых на 7

    Сумма всех трехзначных чисел, делящихся на 8

    Сумма всех трехзначных чисел, образованных с использованием 1, 3 , 4

    Сумма всех трех четырехзначных чисел, образованных ненулевыми цифрами

    Сумма всех трех четырехзначных чисел, образованных с использованием 0, 1, 2, 3

    Сумма всех трех четырехзначных чисел числа, образованные с использованием 1, 2, 5, 6

    8.7 Математическая индукция — Скачать PDF

    1 8. 7. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ Цель математической индукции. Доказать утверждение с помощью математической индукции. Многие математические факты устанавливаются, сначала наблюдая за образцом, затем делая предположение об общей природе образца и, наконец, доказывая гипотезу.Чтобы доказать гипотезу, мы используем существующие факты, комбинируем их таким образом, чтобы они имели отношение к гипотезе, и действуем логически, пока истинность гипотезы не будет установлена. Например, давайте сделаем предположение о сумме первых n четных чисел. Сначала мы ищем шаблон: = + 4 = = = = 30. Из приведенных выше уравнений мы можем построить следующую таблицу:

    2 8-136 ГЛАВА 8. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМЫ АЛГЕБРЫ Сумма первых nn четных чисел Числа в столбце суммы таблицы можно разложить на множители следующим образом: = 1, 6 = 3, 1 = 3 4, 0 = 4 5 и 30 = 5 6.Принимая во внимание значения n, которым соответствуют факторизации, мы делаем нашу гипотезу: сумма первых n четных чисел равна n (n + 1). По нашим расчетам, это верно для n вплоть до 5. Но верно ли это для всех n? Чтобы установить образец для всех значений n, мы должны доказать гипотезу. Простая подстановка различных значений n невозможна, так как вам придется проверять утверждение для бесконечного числа n. Необходим более практичный метод доказательства. Затем мы представим метод, называемый математической индукцией, который обычно используется для доказательства подобных утверждений.Откройте для себя и узнайте Какую закономерность вы наблюдаете для суммы первых n нечетных целых чисел? Математическая индукция Перед тем, как дать формальное определение математической индукции, мы рассмотрим сумму первых n четных чисел и введем некоторые новые обозначения, которые нам понадобятся для работы с этим типом доказательства.

    3 8.7. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ Во-первых, гипотеза получила имя: P n. Нижний индекс n означает, что гипотеза зависит от n.Формулируя нашу гипотезу, мы имеем P n: сумма первых n четных целых чисел равна n (n + 1). Для некоторых конкретных значений n гипотеза читается следующим образом: P 8: сумма первых 8 четных целых чисел равна 8 9 = 7 P 1: сумма первых 1 четных целых чисел равна 1 13 = 156 P k: сумма первых k четных целых чисел равна k (k + 1) P k + 1: сумма первых k + 1 четное целое число равно (k + 1) (k +) Далее мы сформулируем принцип математической индукции, который понадобится для завершения доказательства нашей гипотезы. Принцип математической индукции. Пусть n — натуральное число и пусть P n — утверждение, которое зависит от n.Если 1. P 1 верно, и. для всех натуральных чисел k можно показать, что P k + 1 истинно, если предполагается, что P k истинно, тогда P n истинно для всех натуральных чисел n. Основная схема доказательства по индукции состоит из двух ключевых частей: 1. Доказательство базового случая: доказательство истинности P 1. Использование гипотезы индукции (предположение, что P k истинно) для общего значения k, чтобы показать, что P k + 1 истинно

    4 8-138 ГЛАВА 8. ДРУГИЕ ТЕМЫ АЛГЕБРЫ Взятые вместе, эти две части (доказательство базового случая и использования предположения индукции) докажите, что P n выполняется для любого натурального числа n.При доказательстве утверждений по индукции нам часто приходится брать выражение в переменной k и заменять k на k + 1. Следующий пример иллюстрирует этот процесс. Пример 1 Замена k на k + 1 в алгебраическом выражении Замените k на k + 1 в следующем. a) 3 k 1 b) k (k + 1) (k + 1) 6 Решение a) Заменяя k на k + 1, получаем 3 k + 1 1 b) Заменяя k на k + 1 и упрощая, (k + 1) ((k + 1) + 1) ((k + 1) + 1) 6 (k + 1) (k +) (k + 3) = 6

    5 8,7.МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ Проверьте это 1 Замените k на k + 1 в k (k +). Теперь вернемся к гипотезе, высказанной в начале этого раздела, и докажем ее по индукции. Пример. Доказательство формулы по индукции. Докажите по индукции следующую формулу: n = n (n + 1). Решение Это как раз то утверждение, о котором мы предполагали ранее, но в форме уравнения. Напомним, что мы обозначили это утверждение как P n, поэтому мы также обозначим предложенное уравнение через P n. Сначала докажем, что P n истинно для n = 1 (базовый случай).Мы делаем это, заменяя каждый n в P n на 1, а затем демонстрируя, что результат верен. P 1: (1) = 1 (1 + 1) Поскольку (1) = 1 (1 + 1), мы видим, что P 1 истинно. Затем мы заявляем P k (заменяем каждый n в P n на a k) и предполагаем, что P k истинно. P k: k = k (k + 1) Наконец, мы формулируем P k + 1 и используем предположение индукции (предположение, что P k истинно), чтобы доказать, что P k + 1 также выполняется. P k + 1: k + (k + 1) = (k + 1) (k +)

    6 8-140 ГЛАВА 8. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМЫ АЛГЕБРЫ Чтобы доказать, что P k + 1 выполняется, мы начнем с выражения в левой части P k + 1, и покажем, что оно равно выражению в правой части k + (k + 1) Левая часть P k + 1 = k (k + 1) + (k + 1) Индукционная гипотеза = k + k + k + Expand = k + 3k + Объединить подобные термины = (k + 1) (k +) Фактор Мы видим, что результат, (k + 1) (k +) , — выражение в правой части P k + 1.Таким образом, по математической индукции P n истинно для всех натуральных чисел n. Проверьте это Докажите следующую формулу с помощью математической индукции: (n 1) = n. Пример 3 Доказательство формулы суммирования по индукции. Докажите по индукции следующую формулу: n = n (n + 1).

    7 8.7. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ Решение Сначала обозначим предложенное уравнение через P n и докажем, что оно выполняется для n = 1 (базовый случай). Заменяя каждое n на 1, мы получаем P 1: 1 = 1 (1 + 1). Ясно, что это так, поэтому P 1 выполняется. Затем укажите P k и предположите, что P k истинно. P k: k = k (k + 1). Наконец, сформулируйте P k + 1 и используйте предположение индукции (предположение, что P k истинно), чтобы доказать, что P k + 1 также выполняется. P k + 1: k + (k + 1) = (k + 1) (k +) k + k + 1 Левая часть P k + 1 k (k + 1) = + k + 1 Предположение индукции k (k + 1) + (k + 1) = Использовать общий знаменатель = k + k + k + Expand = k + 3k + Объединить подобные термины (k + 1) (k +) = Factor (k + 1) (k + ) Мы видим, что результатом ,, является выражение в правой части P k + 1.Таким образом, по математической индукции P n истинно для всех натуральных чисел n.

    8 8-14 ГЛАВА 8. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМЫ АЛГЕБРЫ Проверьте это 3 Докажите по индукции: (3n 1) = 1 n (3n + 1). Пример 4 Доказательство формулы для частных сумм по индукции. Докажите по индукции: n 1 = n 1. Решение Сначала обозначим предложенное уравнение через P n и докажем, что оно верно для n = 1 (базовый случай), заменив все n с 1. P 1: 1 = 1 1. Легко видеть, что P 1 истинно. Затем укажите P k и предположите, что P k истинно.P k: k 1 = k 1 Наконец, сформулируйте P k + 1 и используйте предположение индукции (предположение, что P k истинно), чтобы показать, что P k + 1 также выполняется. P k + 1: k 1 + k = k k 1 + k Левая часть P k + 1 = k 1 + k Индукционная гипотеза = (k) 1 Объедините подобные термины = k + 1 1 Упростите

    9 8.7. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ Мы видим, что результат k + 1 1 — это выражение в правой части P k + 1. Таким образом, по математической индукции P n истинно для всех натуральных чисел n.Проверьте это 4 Докажите по индукции: n 1 = 4n 1 3 Вы можете задаться вопросом, как вообще можно получить формулы, которые нужно доказывать по индукции. Многие из них приходят сначала путем изучения закономерностей, а затем придумывают общую формулу с использованием различных математических фактов. Полное обсуждение того, как получить эти формулы, выходит за рамки этой книги. 8.7 Ключевые моменты Принцип математической индукции сформулирован следующим образом: пусть n — натуральное число, а P n — утверждение, которое зависит от n.Если 1. P 1 верно, и. для всех натуральных чисел k можно показать, что P k + 1 истинно, если предполагается, что P k истинно, тогда P n истинно для всех натуральных чисел n.

    10 8-144 ГЛАВА 8. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТЕМЫ АЛГЕБРЫ 8.7 Упражнения Раздел НАВЫКИ. Этот комплекс упражнений укрепит навыки, проиллюстрированные в этом Замените k на k + 1 в каждом из следующих выражений. 1. к (к + 1) (к +). 3 kkkk В упражнениях 5 18 докажите утверждения по индукции (n + 1) = n (n +) (4n) = n (3n) = n (3n 1) (6 n) = 1 n (11 n) (9 n) знак равно n + 8n n = n 3 = n (n + 1) 1.п (п + 1) (п + 1) п (п + 1) = п (п + 1) = 4 п п + 1 п (п + 1) (п +). 3

    11 8.7 Упражнения n 1 = 3n n 1 = 5n r + r + + r n 1 = rn 1, r натуральное число, r 1. r n 1 делится на. 18. n + n четно. КОНЦЕПЦИИ Этот комплекс упражнений будет основан на идеях, представленных в этом разделе, и на вашем общем математическом опыте. Индукция — не единственный метод доказательства истинности утверждения. Следующие ниже задачи предлагают альтернативные методы доказательства утверждений. 19.Разложив n + n, n на натуральное число, покажите, что n + n делится на. 0. Разложив a 3 b 3, a, b натуральные числа на множители, покажите, что a 3 b 3 делится на a b. n (3n 1) 1. Докажите, что (3n) = для суммы членов арифметической последовательности. по формуле. Докажите, что n 1 = 4n 1 3 сумма членов геометрической последовательности. используя формулу для

    Принцип слабой математической индукции

    Теперь мы рассмотрим очень важный метод доказательства, известный как слабая математическая индукция .

    Принцип слабой математической индукции: Пусть $ n_0 \ in \ mathbb {N} $ и пусть $ P (n) $ будет утверждением, относящимся ко всем натуральным числам $ n ≥ n_0 $. Если утверждение $ P (n_0) $ истинно и истинность $ P (k) $ влечет истинность $ P (k + 1) $, то $ P (n) $ истинно для всех $ n ≥ n_0 $ .

    Чтобы провести доказательство моей слабой математической индукции, мы сначала формально начнем доказательство с небольшого введения, излагающего наше утверждение $ P (n) $. Затем мы продолжим, чтобы показать, что $ P (n_0) $ истинно ($ n_0 $ — наша отправная точка.Обычно мы начинаем с $ n_0 = 1 $). Впоследствии мы предположим, что $ P (k) $ истинно для любого натурального числа $ k ≥ n_0 $, а затем покажем, что из этого следует истинность $ P (k + 1) $, используя предполагаемую истинность $ P (k ) $.

    Теперь мы рассмотрим несколько примеров слабой математической индукции.

    Пример 1

    С помощью слабой математической индукции покажите, что $ 1 + 2 + … + n = \ frac {n (n + 1)} {2} $ для любого натурального числа $ n ≥ 1 $.

    Пусть $ n ≥ 1 $. Мы хотим показать, что утверждение $ P (n): 1 + 2 +… + n = \ frac {n (n + 1)} {2} $ верно. Сначала мы покажем, что $ P (1) $ истинно.

    Когда $ n = 1 $, обратите внимание, что левая часть нашего уравнения равна $ 1 $. Кроме того, правая часть нашего уравнения равна $ \ frac {1 (2)} {2} = 1 $ и, следовательно, $ P (1) $ истинно.

    Теперь предположим, что для некоторого $ k ≥ 1 $ верно $ P (k): 1 + 2 + … + k = \ frac {k (k + 1)} {2} $. Мы хотим показать, что истинность $ P (k) $ влечет истинность $ P (k + 1): 1 + 2 + … + k + (k + 1) = \ frac {(k + 1) (k + 2)} {2} $. Мы начинаем с левой части этого утверждения и используем истинность $ P (k) $, также известную как наша гипотеза индукции , при выводе истинности $ P (k + 1) $ (гипотеза индукции используется обозначаемый ниже символом равенства $ \ overset {IH} = $).3 — (k + 1)} {3} \ end {align}

    Следовательно, истинность $ P (k) $ влечет истинность $ P (k + 1) $, и поэтому для любого $ n ≥ 1 $ истинно $ P (n) $. $ \ blacksquare $

    13.4 Математическая индукция. Математическая индукция — это распространенный метод доказательства того, что каждое утверждение представляет собой бесконечную последовательность математических утверждений.

    Презентация на тему: «13.4 Математическая индукция. Математическая индукция — это распространенный метод доказательства того, что каждое утверждение представляет собой бесконечную последовательность математических утверждений.»- стенограмма презентации:

    1 13.4 Математическая индукция

    2 Математическая индукция — это распространенный метод доказательства того, что каждое утверждение бесконечной последовательности математических утверждений истинно.Принцип математической индукции содержит ОБА английские и математические утверждения в три этапа. * Вы потеряете баллы, если не включите английские инструкции для каждого шага! Последовать примеру! Пусть P n будет утверждением, содержащим натуральные числа, тогда I. P 1 Докажите, что P 1 истинно для n = 1 (Покажите математически, что это работает для n = 1) II. P k Предположим, что P k истинно для n = k. (Здесь нет доказательства, истинность одного утверждения подразумевает истинность следующего утверждения) III. P k + 1 Докажите, что P k + 1 истинно для n = k + 1 (это утверждение основано на шаге II). Заключение: «По математической индукции приведенное выше утверждение верно для всех натуральных чисел.”

    3 Пример 1) Используйте математическую индукцию, чтобы доказать, что сумма первых n нечетных натуральных чисел равна n 2. 1 + 3 + 5 +… + (2n — 1) = n 2 I. Докажите, что P 1 истинно для n = 1. 1 = (1) 2? 1 = 1 · 1 1 = 1 II. Предположим, что P k истинно для n = k. 1 + 3 + 5 +… + (2k — 1) = k 2 III. Докажите, что P k + 1 верно для n = k + 1 1 + 3 + 5 +… + (2k — 1) = k 2 (из шага II) 1 + 3 + 5 +… + (2k — 1) + ( 2 (k + 1) — 1) = k 2 + (2 (k + 1) — 1) = k 2 + (2k + 2 — 1) = k 2 + 2k + 1 = (k + 1) 2 По математической индукции, приведенное выше утверждение верно для всех натуральных чисел.Q.E.D. добавить следующий термин на латыни для quod erat демонстрационный, что означает «что должно было быть продемонстрировано». Мы хотим, чтобы RHS = (k + 1) 2

    4 Домашнее задание # 1304 Стр. 702 # 5–9 нечетные, 12–16 все, 21, 23 * Подсказки для домашних заданий * # 5,7: Вы просто находите P k + 1 — подключите (k + 1) для каждого n справа стороны стороны и упростить! №9: Преобразуйте предложение в математические символы / уравнения — вот и все! # 12–16, 21, 23: Это полноценные задачи математической индукции! Помните законы экспонент: 3 2 · 3 4 = 3 2 + 4 Итак… 3 · 3 k = 3 k + 1 3 · 3 k + 1 = 3 k + 2 Для дополнительной практики давайте вместе сделаем домашнее задание.

    5 HW # 12) Используйте математическую индукцию, чтобы доказать для всех натуральных чисел n. I. Докажите, что P 1 верно для n = 1 II. Предположим, что P k истинно для n = k.

    6 III. Докажите, что P k + 1 верно для n = k + 1. По математической индукции приведенное выше утверждение верно для всех натуральных чисел. Q.E.D. Мы хотим, чтобы RHS (сначала выносим k + 1 за скобки)


    .
Leave a Reply

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *