数学经典思想:数学归纳法 理解+实战

2024-04-17 04:58

本文主要是介绍数学经典思想:数学归纳法 理解+实战,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

导语:

“数学归纳法”大家应该听起来并不陌生,从初中到大学应该都有使用这种思想去解题的经历。只不过在不同阶段的学习中难度不同,理解程度不同。最近在做一些高数方面相关的练习的时候用到的蛮多的,所以今天拎出来在自我学习巩固的过程中也可以和大家分享讨论。

1.定义

数学归纳法(Mathematical Induction, MI)是一种数学证明方法,通常被用于证明某个给定命题在整个(或者局部)自然数范围内成立。除了自然数以外,广义上的数学归纳法也可以用于证明一般良基结构,例如:集合论中的树。这种广义的数学归纳法应用于数学逻辑和计算机科学领域,称作结构归纳法。

在数论中,数学归纳法是以一种不同的方式来证明任意一个给定的情形都是正确的(第一个,第二个,第三个,一直下去概不例外)的数学定理。

虽然数学归纳法名字中有“归纳”,但是数学归纳法并非不严谨的归纳推理法,它属于完全严谨的演绎推理法。事实上,所有数学证明都是演绎法。

tip: 定义不再赘述,具体参见百度百科即可

2.MI思想

三部曲: 归纳 -> 猜想 -> 证明

一般地,证明一个与正整数n有关的命题,可按下列步骤进行:

(1)归纳奠基:证明当n取第一个值n0(n0∈N∗)时命题成立;
(2)归纳递推:假设当n=k(k≥n0,k∈N∗)时命题成立,推出当n=k+1时命题也成立。
只要完成这两个步骤,就可以断定命题对从n0开始的所有正整数n都成立.上述证明方法叫做数学归纳法。

注意事项:

1.凡是与自然数有关的命题,或探索性问题都可以使用数学归纳法来证明。

2.两个步骤缺一不可,第一步是归纳奠基,第二步是归纳递推。 第一步的初值不一定是n0=1,还有可能是n0=2或n0=3,比如涉及到多边形的问题时,其初值往往为n0=3。

3.第二步在证明n=k+1时命题成立的时候,必须使用n=k时的归纳假设,否则绕过归纳假设得出的结论就是不可靠的,是错误的。

4.数学归纳法的难点其一,就是从n=k到n=k+1时的项数的变化情况,大多情况下,增加项数为1项,但不是所有题目都增加的项数为1项,当k在指数位置时,增加的项数往往不止一项。

5.在证明n=k+1(k∈N∗,k≥n0)时命题成立的常用技巧:

①分析n=k+1时命题与n=k时命题形式的差别,确定证明目标。

②证明恒等式时常用乘法公式、因式分解、添拆项配方、通分等等变形技巧,证明不等式时常用分析法、综合法、放缩法、做差法等。

③可能用到公式:(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3,a3+b3=(a+b)(a2−ab+b2)

3.实战

ex1:
在这里插入图片描述

ex2:
在这里插入图片描述
ex3:
在这里插入图片描述

这篇关于数学经典思想:数学归纳法 理解+实战的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/910835

相关文章

Java docx4j高效处理Word文档的实战指南

《Javadocx4j高效处理Word文档的实战指南》对于需要在Java应用程序中生成、修改或处理Word文档的开发者来说,docx4j是一个强大而专业的选择,下面我们就来看看docx4j的具体使用... 目录引言一、环境准备与基础配置1.1 Maven依赖配置1.2 初始化测试类二、增强版文档操作示例2.

MySQL 多列 IN 查询之语法、性能与实战技巧(最新整理)

《MySQL多列IN查询之语法、性能与实战技巧(最新整理)》本文详解MySQL多列IN查询,对比传统OR写法,强调其简洁高效,适合批量匹配复合键,通过联合索引、分批次优化提升性能,兼容多种数据库... 目录一、基础语法:多列 IN 的两种写法1. 直接值列表2. 子查询二、对比传统 OR 的写法三、性能分析

深入理解Go语言中二维切片的使用

《深入理解Go语言中二维切片的使用》本文深入讲解了Go语言中二维切片的概念与应用,用于表示矩阵、表格等二维数据结构,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录引言二维切片的基本概念定义创建二维切片二维切片的操作访问元素修改元素遍历二维切片二维切片的动态调整追加行动态

Python办公自动化实战之打造智能邮件发送工具

《Python办公自动化实战之打造智能邮件发送工具》在数字化办公场景中,邮件自动化是提升工作效率的关键技能,本文将演示如何使用Python的smtplib和email库构建一个支持图文混排,多附件,多... 目录前言一、基础配置:搭建邮件发送框架1.1 邮箱服务准备1.2 核心库导入1.3 基础发送函数二、

PowerShell中15个提升运维效率关键命令实战指南

《PowerShell中15个提升运维效率关键命令实战指南》作为网络安全专业人员的必备技能,PowerShell在系统管理、日志分析、威胁检测和自动化响应方面展现出强大能力,下面我们就来看看15个提升... 目录一、PowerShell在网络安全中的战略价值二、网络安全关键场景命令实战1. 系统安全基线核查

从原理到实战深入理解Java 断言assert

《从原理到实战深入理解Java断言assert》本文深入解析Java断言机制,涵盖语法、工作原理、启用方式及与异常的区别,推荐用于开发阶段的条件检查与状态验证,并强调生产环境应使用参数验证工具类替代... 目录深入理解 Java 断言(assert):从原理到实战引言:为什么需要断言?一、断言基础1.1 语

Java MQTT实战应用

《JavaMQTT实战应用》本文详解MQTT协议,涵盖其发布/订阅机制、低功耗高效特性、三种服务质量等级(QoS0/1/2),以及客户端、代理、主题的核心概念,最后提供Linux部署教程、Sprin... 目录一、MQTT协议二、MQTT优点三、三种服务质量等级四、客户端、代理、主题1. 客户端(Clien

在Spring Boot中集成RabbitMQ的实战记录

《在SpringBoot中集成RabbitMQ的实战记录》本文介绍SpringBoot集成RabbitMQ的步骤,涵盖配置连接、消息发送与接收,并对比两种定义Exchange与队列的方式:手动声明(... 目录前言准备工作1. 安装 RabbitMQ2. 消息发送者(Producer)配置1. 创建 Spr

深度解析Spring Boot拦截器Interceptor与过滤器Filter的区别与实战指南

《深度解析SpringBoot拦截器Interceptor与过滤器Filter的区别与实战指南》本文深度解析SpringBoot中拦截器与过滤器的区别,涵盖执行顺序、依赖关系、异常处理等核心差异,并... 目录Spring Boot拦截器(Interceptor)与过滤器(Filter)深度解析:区别、实现

深度解析Spring AOP @Aspect 原理、实战与最佳实践教程

《深度解析SpringAOP@Aspect原理、实战与最佳实践教程》文章系统讲解了SpringAOP核心概念、实现方式及原理,涵盖横切关注点分离、代理机制(JDK/CGLIB)、切入点类型、性能... 目录1. @ASPect 核心概念1.1 AOP 编程范式1.2 @Aspect 关键特性2. 完整代码实