数学归纳法的引入4由刀豆文库小编整理,希望给你工作、学习、生活带来方便,猜你可能喜欢“数学归纳法使用前提”。
案例31:数学归纳法的引入
教师:本章我们研究了数列,如等差数列和等比数列等,大家还记等差数列、等比数列的通项公式吗?还记得它们的通项公式是怎么得来的吗?
(在学生回忆出有关公式及其归纳过程后)教师总结:对,像这种由一系列特殊事例推想出一般结论的方法叫做归纳法。正是由于归纳法能帮助我们通过具体事例推想一般规律,因此在数学研究和发现中具有十分重要的作用。例如,著名的哥得巴赫猜想就是归纳的结果(可以适当介绍哥得巴赫猜想的有关历史和研究进展,以激发学生数学学习的兴趣)。可要注意,归纳的未必正确哟。下面,我们来观察数列{(n-5n+5)22}.数列{7-2 }的前四项,看看能否归纳出什么规律?
在学生计算、归纳并汇报的基础上,教师进行点评和拓展。
对于第1个数列{(n-5n+5)},如有学生根据它的前四项都是1推想该数列的所有项都是1,可以提22nn
请其他学生进一步汇报自己的结论或者提醒学生再多算几个数试试,并说明:归纳得到的结论并不一定可靠(可以介绍法国著名数学家非费尔玛关于2的2次方加1是质数的猜想)。当然,有同学说,刚才这个同学和费尔玛猜想出错的原因是,他们就算了4个,太少了。那应该算多少呢?有人计算了当n等于1-35时,n+n+41都是质数,35个数够多了吧,总可以猜想所有的n+n+41都是质数了吧。(提示学生或让学生自己寻求反例,在学生发现n=40或41时,n+n+41不是质数后)教师说明:无论你验证了多少个数,对于关于所有自然数的命题,你仍然无法保证它的正确性。
对于第2个数列{7-2 },学生一般都会推想它是5的倍数。这时教师可以进一步追问学生能否确信自己的结论,这样学生可能会利用计算器再多算几个数验证,但学生还是无法证实自己的结论。基于此,学生(或提示学生)总结:归纳得到的有关所有自然数的命题P(n),无法通过一一验证的方法加以证明,因为自然数有无数个。从而引导学生探究有关自然数的命题的证明方法----数学归纳法。
教师:好,下面我们通过两个生活中的例子来研究与无限有关的问题。
例子1:教师操作活动:教师将一堆 “多米诺”骨牌排成一列(第1次排列,使得前面的骨牌倒下时能推倒后面的骨牌;而第2次排列时,有的骨牌能推倒后面的骨牌,有的不能),然后推倒第1个骨牌。要求学生观察,并交流所发现的现象和其中的理由,学生一般都能说明第2次没有将骨牌全部推倒,因为有的地方前面的骨牌无法推倒后面的骨牌,而第1次所有的骨牌都倒下了。这是教师还可以进一步追问,在第1种情况下,如果按照原来的排列要求再增加几个骨牌,情况会怎么样?如果按照这样的要求,有无数个骨牌呢?
例子2: 我们中国过去有个习俗,子女从父亲的姓氏(可以说明没有歧视妇女的意思),如父亲姓王,其子女都姓王。假设我们知道一个男子姓王,假设他每一代后代都有男子,而且严格按照我国过去的习俗,那么他的儿子姓什么?孙子呢?玄孙呢?……如果他有32代孙,你能确定他的32代孙的姓吗?如果他有无限代孙呢?
通过对这两个例子的分析,引导学生思考两个例子的共性:都是研究无限的问题;为了能保证骨牌倒下,必须一个推一个,也就是说要保证第n张骨牌倒下时,能推倒第n+1张骨牌;为了保证各代孙辈都姓王,必须严格按照中国过去的习俗,否则无法递推下去,也就是说要保证第n代孙姓王能推出第n+1代孙也姓王,当然还要求第1个人必须姓王了。
教师:通过这两个例子,我们能得到什么启示呢?
师生一起探讨出数学归纳法,其后要求学生阅读课本有关内容,回答有关问题,并以第2个数列所发现的命题为例加以证明。nn222n