Метод математической индукции
Подготовила Сухарева Е.А.
Индуктивные рассуждения – те, в которых осуществляется переход от частных заключений к общим.
Полная индукция – метод рассуждений, при котором общий вывод делается на основании разбора всех частных случаев. Он целесообразен для не слишком большого их числа.
Неполная индукция – метод рассуждений, при котором общий вывод делается на основе рассмотрения примеров, не охватывающих всех возможных случаев. Это приводит к гипотезам, которые следует проверять.
КАК МЫ РАССУЖДАЕМ?
Ошибки в индуктивных рассуждениях
Знаменитый немецкий математик 17 века, один из создателей так называемой «высшей математики», Г.В. Лейбниц доказал, что при всяком натуральном n число n3-n делится на 3, число n5-n делится на 5, число n7-n делится на 7. На основании этого он предположил , что при всяком нечётном k и любом натуральном n число nk-n делится на k, но скоро сам заметил, что 29-2=510 не делится на 9.
Г.В.Лейбниц
Причины ошибочных выводов
Недостаток«доказательств» подобного рода состоит не в том, что рассмотрено «мало» частных случаев, а в отсутствии «взгляда в будущее», в неизвестности, что произойдет на следующем шаге.
Этот «взгляд в будущее» и предусматривается методом математической индукции.
Историческая справка
Способ доказательства, который
теперь носит название метода
математической индукции,
предложили Б.Паскаль и Я.Бернулли.
Термин «математическая индукция»
первым ввел А.де Морган.
Блез
Паскаль
Метод математической индукции
Основа – принцип математической индукции, который принимается как аксиома. Утверждение Р(n), зависящее от натурального числа n, справедливо при любом натуральном n, если:
1) Р(n) справедливо при n=1;
2) для всякого натурального к из справедливости Р(к) следует справедливость Р(к+1).
Широко применяется для решения алгебраических, арифметических и геометрических задач.
Делимость
Доказать, что при любом n А(n)=7n-1 делится на 6 без остатка.
Решение: 1) Пусть n=1, тогда А(1)=7-1=6 делится на 6 без остатка. Значит при n=1 утверждение А(n) верно.
2) Предположим, что при n=k
А(к)=7к-1 делится на 6 без остатка.
3) Докажем, что утверждение справедливо для n=k+1.
А(k+1)=7к+1-1=7( 7к - 1)+6.
Первое слагаемое делится на 6, поскольку 7к-1 делится на 6 по предположению, а вторым слагаемым является 6. Значит 7n-1 кратно 6 при любом натуральном n. В силу принципа математической индукции утверждение доказано.
Пусть m– некоторое натуральное число. Утверждение P(n), где n-натуральное число, верно для всех натуральных значений n≥m, если выполняются два условия: 1)утверждение Р(n) справедливо при n=m;
2) для всякого натурального к≥m из справедливости Р(к) следует справедливость
Р(к+1).
Модификация
Использование в геометрии
Доказать, что сумма внутренних углов
выпуклого n-угольника равна
180˚(n – 2).
Решение.
Пусть S (n) – сумма внутренних углов n-угольника.
При n=3 S(3)=180˚, т.е. (*) верно.
Предположим, что (*) верно при n=к. т.е. S(k)=180˚(k-2).
Докажем, что (*) верно при n=к+1.
Для доказательства достаточно в (к+1)-угольнике провести диагональ А1Ак. Тогда
S(k+1) = S(k) + S(3) = 180˚(k-2) + 180˚ = 180˚((k+1) – 2), т.е.
утверждение (*) верно.
Значит, по принципу математической индукции утверждение
(*) верно для любых выпуклых многоугольников.
В
А1
А2
Ак
Ак+1
Литература
О том, как принцип математической индукции применяется для доказательства тождеств и неравенств, можно прочитать в книге Н.Я.Виленкина «Индукция. Комбинаторика».НО…
« Книга – книгой, а мозгами двигай!»
В. Маяковский
Данная презентация предназначена для использования на уроках в 9-10 классах с углубленным изучением математики или на дополнительных занятиях (например, на кружке) со школьниками, проявляющими интерес к предмету, для подготовки к участию в олимпиадах.
Презентация содержит 11 слайдов, на которых изложена суть принципа математической индукции, а также проиллюстрировано применение метода математической индукции как метода доказательства различных утверждений (предложено решение примера на доказательство делимости чисел и доказательство теоремы о сумме внутренних углов выпуклого многоугольника).
Профессия: Учитель математики и информатики
Профессия: Учитель математики
Профессия: Учитель математики и информатики
В каталоге 6 866 курсов по разным направлениям
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Виленкин Н.Я., Жохов В.И., Чесноков А.С., Шварцбурд С.И.
Тема: 1. Обозначение натуральных чисел
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Моро М.И., Бантова М.А., Бельтюкова Г.В. и др.
Тема: Деление на числа, оканчивающиеся нулями
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Моро М.И., Волкова С.И., Степанова С.В.
Тема: Числа от 1 до 10
Учебник: «Математика», Дорофеев Г.В., Шарыгин И.Ф., Суворова С.Б. и др. / Под ред. Дорофеева Г.В., Шарыгина И.Ф.
Тема: 8.1. Доли
Учебник: «Математика», Мерзляк А.Г., Полонский В.Б., Якир М.С./ Под ред. Подольского В.Е.
Учебник: «Математика (в 2 частях)», Моро М.И., Бантова М.А., Бельтюкова Г.В. и др.
Тема: Площадь. Единицы площади