數(shù)學歸納法證明不等式

　　歸納法由有限多個個別的特殊事例得出一般結(jié)論的推理方法。那怎么用歸納法來證明不等式呢? 接下來學習啦小編為你整理了數(shù)學歸納法證明不等式，一起來看看吧。

　　數(shù)學歸納法證明不等式的基本知識

　　數(shù)學歸納法的基本原理、步驟和使用范圍

　　(1)在數(shù)學里，常用的推理方法可分為演繹法和歸納法，演繹法一般到特殊，歸納法是由特殊到一般.由一系列有限的特殊事例得出一般結(jié)論的推理方法，通常叫歸納法。在歸納時，如果逐個考察了某類事件的所有可能情況，因而得出一般結(jié)論，那么結(jié)論是可靠的.這種歸納法叫完全歸納法(通常也叫枚舉法)如果考察的只是某件事的部分情況，就得出一般結(jié)論，這種歸納法叫完全歸納法.這時得出的結(jié)論不一定可靠。數(shù)學問題中，有一類問題是與自然數(shù)有關(guān)的命題，因為自然數(shù)有無限多個，我們不可能就所有的自然數(shù)一一加以驗證，所以用完全歸納法是不可能的.然而只就部分自然數(shù)進行驗證所得到的結(jié)論，是不一定可靠的

　　例如一個數(shù)列的通項公式是an(n25n5)2

　　容易驗證a1=1，a2=1，a3=1，a4=1，如果由此作出結(jié)論——對于任何nN+, an(n25n5)2=1都成立，那是錯誤的.

　　事實上，a5=25≠1.

　　因此，就需要尋求證明這一類命題的一種切實可行、比較簡便而又滿足邏輯嚴謹性要求的新的方法——數(shù)學歸納法.

　　(2)數(shù)學歸納法是一種重要的數(shù)學證明方法，其中遞推思想起主要作用。形象地說，多米諾骨牌游戲是遞推思想的一個模型，數(shù)學歸納法的基本原理相當于有無限多張牌的多米諾骨牌游戲，其核心是歸納遞推.

　　一般地，當要證明一個命題對于不小于某正整數(shù)n0的所有正整數(shù)n都成立時，可以用一下兩個步驟：(1)證明當n=n0(例如n0=1或2等)時命題成立;

　　(2)假設(shè)當n=k(kN，且k≥n0)時命題成立，證明當n=k+1時命題也成立.在完成了這兩個步驟以后，就可以斷定命題對于不小于n0所有自然數(shù)都成立.這種證明方法稱為數(shù)學歸納法.

　　自然數(shù)公理(皮亞諾公理)中的“歸納公理”是數(shù)學歸納法的理論根據(jù)，數(shù)學歸納法的兩步證明恰是驗證這條公理所說的兩個性質(zhì).數(shù)學歸納法的適用范圍僅限于與自然數(shù)n有關(guān)的命題.這里的n是任意的正整數(shù)，它可取無限多個值.

　　附錄：下面是自然數(shù)的皮亞諾公理，供有興趣的同學閱讀.

　　任何一個象下面所說的非空集合N的元素叫做自然數(shù)，在這個集合中的某些元素a與b之間存在著一種基本關(guān)系：數(shù)b是數(shù)a后面的一個“直接后續(xù)”數(shù)，并且滿足下列公理：

　?、?是一個自然數(shù);

　　②在自然數(shù)集合中，每個自然數(shù)a有一個確定“直接后續(xù)”數(shù)a’;

　　③a’≠1,即1不是任何自然數(shù)的“直接后續(xù)”數(shù);

　?、苡蒩’ =b’推出a=b,這就是說，每個自然數(shù)只能是另一個自然數(shù)的“直接后續(xù)”數(shù);

　?、菰O(shè)M是自然數(shù)的一個集合，如果它具有下列性質(zhì)：(Ⅰ)自然數(shù)1屬于M,(Ⅱ)如果自然數(shù)a屬于M，那么它的一個“直接后續(xù)”數(shù)a’也屬于M，則集合M包含一切自然數(shù).

　　其中第5條公理又叫做歸納公理，它是數(shù)學歸納法的依據(jù).

　　(3)數(shù)學歸納法可以證明與自然數(shù)有關(guān)的命題，但是，并不能簡單地說所有涉及正整數(shù)n的命題都可以用數(shù)學歸納法證明.

　　例如用數(shù)學歸納法證明(1+1)n(n N)的單調(diào)性就難以實現(xiàn).一般來說，n

　　從k=n到k=n+1時，如果問題中存在可利用的遞推關(guān)系，則數(shù)學歸納法有用武之地，否則使用數(shù)學歸納法就有困難.

　　數(shù)學歸納法證明不等式例題