高考數(shù)學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第5節(jié) 數(shù)學(xué)歸納法課件.ppt

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第十一章復(fù)數(shù) 算法 推理與證明 第5節(jié)數(shù)學(xué)歸納法 1 了解數(shù)學(xué)歸納法的原理 2 能用數(shù)學(xué)歸納法證明一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)命題 要點(diǎn)梳理 數(shù)學(xué)歸納法一般地 證明一個(gè)與正整數(shù)n有關(guān)的命題 可按下列步驟進(jìn)行 1 歸納奠基 證明當(dāng)n取第一個(gè)值n0 n0 N 時(shí)命題成立 2 歸納遞推 假設(shè)當(dāng)n k k N k n0 時(shí)命題成立 推出當(dāng) 時(shí)命題也成立 n k 1 只要完成這兩個(gè)步驟 就可以斷定命題對(duì)n取第一個(gè)值后面的所有正整數(shù)都成立 上述證明方法叫做數(shù)學(xué)歸納法 質(zhì)疑探究 數(shù)學(xué)歸納法兩個(gè)步驟有什么關(guān)系 提示 數(shù)學(xué)歸納法證明中的兩個(gè)步驟體現(xiàn)了遞推思想 第一步是遞推的基礎(chǔ) 第二步是遞推的依據(jù) 兩個(gè)步驟缺一不可 否則就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤 1 第一步中 驗(yàn)算n n0中的n0不一定為1 根據(jù)題目要求 有時(shí)可為2或3等 2 第二步中 證明n k 1時(shí)命題成立的過(guò)程中 一定要用到歸納假設(shè) 掌握 一湊假設(shè) 二湊結(jié)論 的技巧 解析 觀(guān)察等式左邊的特征易知選C 答案 C 解析 從n到n2共有n2 n 1個(gè)數(shù) 所以f n 中共有n2 n 1項(xiàng) 答案 D 4 凸k邊形內(nèi)角和為f k 則凸k 1邊形的內(nèi)角和為f k 1 f k 解析 易得f k 1 f k 答案 典例透析 所以當(dāng)n k 1時(shí)等式也成立 綜合 1 2 知對(duì)一切n N 等式都成立 拓展提高 1 用數(shù)學(xué)歸納法證明等式問(wèn)題是常見(jiàn)題型 其關(guān)鍵點(diǎn)在于弄清等式兩邊的構(gòu)成規(guī)律 等式兩邊各有多少項(xiàng) 初始值n0是幾 2 由n k到n k 1時(shí) 除等式兩邊變化的項(xiàng)外還要充分利用n k時(shí)的式子 即充分利用假設(shè) 正確寫(xiě)出歸納證明的步驟 從而使問(wèn)題得以證明 思路點(diǎn)撥利用假設(shè)后 要注意不等式的放大和縮小 拓展提高 1 用數(shù)學(xué)歸納法證明與n有關(guān)的不等式一般有兩種具體形式 一是直接給出不等式 按要求進(jìn)行證明 二是給出兩個(gè)式子 按要求比較它們的大小 對(duì)第二類(lèi)形式往往要先對(duì)n取前幾個(gè)值的情況分別驗(yàn)證比較 以免出現(xiàn)判斷失誤 最后猜出從某個(gè)n值開(kāi)始都成立的結(jié)論 常用數(shù)學(xué)歸納法證明 2 用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式的關(guān)鍵是由n k時(shí)成立得n k 1時(shí)成立 主要方法有 放縮法 利用均值不等式法 作差比較法等 考向三用數(shù)學(xué)歸納法證明整除性問(wèn)題例3用數(shù)學(xué)歸納法證明42n 1 3n 2能被13整除 其中n為正整數(shù) 思路點(diǎn)撥當(dāng)n k 1時(shí) 把42 k 1 1 3k 3配湊成42k 1 3k 2的形式是解題的關(guān)鍵 拓展提高用數(shù)學(xué)歸納法證明整除問(wèn)題 P k P k 1 的整式變形是個(gè)難點(diǎn) 找出它們之間的差異 然后將P k 1 進(jìn)行分拆 配湊成P k 的形式 也可運(yùn)用結(jié)論 P k 能被p整除且P k 1 P k 能被p整除 P k 1 能被p整除 活學(xué)活用3已知n為正整數(shù) a Z 用數(shù)學(xué)歸納法證明 an 1 a 1 2n 1能被a2 a 1整除 證明 1 當(dāng)n 1時(shí) an 1 a 1 2n 1 a2 a 1 能被a2 a 1整除 2 假設(shè)n k時(shí) ak 1 a 1 2k 1能被a2 a 1整除 那么當(dāng)n k 1時(shí) ak 2 a 1 2k 1 a 1 2 ak 1 a 1 2k 1 ak 2 ak 1 a 1 2 思路點(diǎn)撥關(guān)鍵是搞清n k到n k 1時(shí)對(duì)角線(xiàn)增加的條數(shù) 看頂點(diǎn)的變化可知對(duì)角線(xiàn)的變化從而可解 拓展提高用數(shù)學(xué)歸納法證明幾何問(wèn)題的關(guān)鍵是 找項(xiàng) 即幾何元素從k個(gè)變成k 1個(gè)時(shí) 所證的幾何量將增加多少 這需用到幾何知識(shí)或借助于幾何圖形來(lái)分析 事實(shí)上 將n k 1和n k分別代入所證的式子 然后作差 即可求出增加量 這也是用數(shù)學(xué)歸納法證明幾何問(wèn)題的一大技巧 活學(xué)活用4平面上有n個(gè)圓 每?jī)蓤A交于兩點(diǎn) 每三圓不過(guò)同一點(diǎn) 求證這n個(gè)圓分平面為n2 n 2個(gè)部分 審題視角 1 將n 1 2 3代入已知等式得a1 a2 a3 從而可猜想an 并用數(shù)學(xué)歸納法證明 2 利用分析法 結(jié)合x(chóng) 0 y 0 x y 1 利用基本不等式可證 答題模板 第1步 尋找特例a1 a2 a3等 第2步 猜想an的公式 第3步 轉(zhuǎn)換遞推公式為an與an 1的關(guān)系 第4步 用數(shù)學(xué)歸納法證明an 驗(yàn)證遞推公式中的第一個(gè)自然數(shù)n 2 推證ak 1的表達(dá)式為k 1 補(bǔ)驗(yàn)n 1 說(shuō)明對(duì)于n N 成立 第5步 分析法證明 提醒 1 利用數(shù)學(xué)歸納法可以探索與正整數(shù)n有關(guān)的未知問(wèn)題 存在性問(wèn)題 其基本模式是 歸納 猜想 證明 即先由合情推理發(fā)現(xiàn)結(jié)論 然后經(jīng)邏輯推理即演繹推理論證結(jié)論的正確性 2 為了正確地猜想an 首先準(zhǔn)確求出a1 a2 a3的值 思維升華 方法與技巧 1 數(shù)學(xué)歸納法的兩個(gè)步驟相互依存 缺一不可有一無(wú)二 是不完全歸納法 結(jié)論不一定可靠 有二無(wú)一 第二步就失去了遞推的基礎(chǔ) 2 歸納假設(shè)的作用在用數(shù)學(xué)歸納法證明問(wèn)題時(shí) 對(duì)于歸納假設(shè)要注意以下兩點(diǎn) 1 歸納假設(shè)就是已知條件 2 在推證n k 1時(shí) 必須用上歸納假設(shè) 3 利用歸納假設(shè)的技巧在推證n k 1時(shí) 可以通過(guò)湊 拆 配項(xiàng)等方法用上歸納假設(shè) 此時(shí)既要看準(zhǔn)目標(biāo) 又要掌握n k與n k 1之間的關(guān)系 在推證時(shí) 分析法 綜合法 反證法等方法都可以應(yīng)用 失誤與防范 1 數(shù)學(xué)歸納法證題時(shí)初始值n0不一定是1 2 推證n k 1時(shí)一定要用上n k時(shí)的假設(shè) 否則不是數(shù)學(xué)歸納法