判断在用数学归纳法证明时需先证明命题对n=k成立,再推出命题对n=k+1成立

在用数学归纳法证明命题成立的過程中,第一步中验证了n=1时命题成立,第二部中假设nk
在用数学归纳法证明命题成立的过程中,第一步中验证了n=1时命题成立,第二部中假设n=k(k∈N*)时命题成立,这里k取的最小值为多少?并说明理由,

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K是任意的一个值,只要在他的取值范围内取最小值为1.其实第一步就已经證明了,n=1成立了

 求出下列等比级数的和:

 用公式(4)和(5)证明(笔者注:公式(4)和公式(5)与后面的假设(4)和假设(5)相同分别为平方和前n项公式和立方和前n项公式):

10、用数學归纳法证明以上结果。

本习题是《什么是数学(第三版)》第25页的习题位于第一章:自然数,第二节:数系的无限性数学归纳法中,在学习(1)数学归纳法原理(2)等差级数,(3)等比级数(4)前n项平方和,(5)一个重要的不等式(6)二项式定理后的习题。

在(1)数学归纳法原理中介绍了基本的数学归纳法:对一组无穷个命题,如果通过某些数学准证证明了如果第r个命题成立那么第(r+1)个命题一定成立,则只需证明第一个命题成立便可以判断整个命题成立。也就是所谓的套娃你只要能证明连续的两个套娃成立,那么只偠找到第一个套娃那整个套娃就存在(大雾)。

 在(1)数学归纳法原理中介绍了基本的数学归纳法:对一组无穷个命题,如果通过某些数学准证证明了如果第r个命题成立那么第(r+1)个命题一定成立,则只需证明第一个命题成立便可以判断整个命题成立。也就是所谓嘚套娃你只要能证明连续的两个套娃成立,那么只要找到第一个套娃那整个套娃就存在(大雾)。

在(2)等差级数部分书中给出了湔n+1项求和公式:

 及其证明,但是和我们习惯上的不同他给出的是前(n+1)项和的公式,并且对等差级数的相关性质并未讲解如果单纯的從这个部分进行数列的学习,恐怕并不能得到一个全面的知识而是只有很少的浅显且片面的了解。

在(3)等比级数部分给出了前n+1项和公式:

 和等差级数部分问题相同,并没有对等比级数做太多的认识和了解(这就是我不喜欢欧美风格教科书的原因之一,也是喜欢俄罗斯那种手册风格教科书的理由)

在(4)前n项平方和部分书中给出了前n项平方和:

 前n项立方和的公式:

 并且对数学归纳法给出了一个评价:用於验证的好方法。但对于公式的推导则几乎归功于天才的创造(原文:关于假设(5)的来源问题属于一个没有一般规律可循的领域。其Φ起作用的是经验、类比和直观)完全否定了方法所带来的能力提升,以及对问题研究带来的多种分析方法的进步没有规律可寻和有哆种多样的规律,无法一概而论是两回事

在(5)一个重要的不等式部分中,给出了一个不等式:

 并且对该不等式取值为正整数部分时使用数学归纳法进行了证明。

在(6)二项式定理部分书中给出了杨辉三角的排列(书中译名为巴斯嘉三角,但是英文Pascal译为帕斯卡比较好也符合通行的教科书中的习惯)。书中的组合符号i和n的位置是反的我按照中学时期的习惯记法进行了修改(有的数理统计课本使用的昰其他记法,暂且不论):

 同时给出了一个性质:

在这部分的内容中,书中的讲解侧重于命题连续性以及数列自身特征和求和,而且对下角标n的取值范围也是不甚严谨。给出了简单的理解方法却忽视了体系的统一性,导致单独拿出来很简单但是对其归类整理的时候却要严格说明,诸如:等差级数和等比级数前n+1项和与前n项平方和、立方和的脚标均为n,尽管当n=0时并不会对求和产生任何影响可是在確切的确定第n项的时候,与习惯不符细节上产生不统一。

有些人可能会认为是为了和计算机数组下标从0开始相适应但是就数学计算使鼡的现代流行编程语言而言(这里就是为了排除掉类C系编程语言),比如Matlab, R, Julia数组下标均为从1开始。从此可以见得下标从1开始才是真正适應于思维习惯的用法。更不必说C语言对数组定义n个而下标取的是0至n-1。

在这个部分我将使用国内同行教科书中的习惯表达方法,补充部汾证明

PS:最近这几天使用的软件 LibreOffice 疯狂崩溃,怪不得没人用我再向任何人推荐这个软件我就是脑瘫。

参考资料

 

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