一数学归纳法
1.数学归纳法的概念
先证明当n取第一个值n0(例如可取n0=1)时命题成立,然后假设当n=k(k∈N+,k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.这种证明方法叫做数学归纳法.
2.数学归纳法适用范围
数学归纳法的适用范围仅限于与正整数有关的数学命题的证明.
3.数学归纳法证明与正整数有关的数学命题步骤
(1)证明当n取第一个值n0(如取n0=1或2等)时命题成立;
(2)假设当n=k(k∈N+,k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.
由此可以断定,对于任意不小于n0的正整数n,命题都成立.
利用数学归纳法证明等式 [例1] 用数学归纳法证明12-22+32-42+...+(-1)n-1·n2=(-1)n-1.
[思路点拨] 首先判断第1步是否满足,然后考虑由n=k到n=k+1时增加了哪些项,进行分析变形,从而证明等式.
[证明] (1)当n=1时,左边=12=1,右边=(-1)0·=1,所以等式成立.
(2)假设n=k(k∈N+,k≥1)时,等式成立,即有12-22+32-42+...+(-1)k-1·k2=(-1)k-1.
那么,当n=k+1时,则有
12-22+32-42+...+(-1)k-1·k2+(-1)k(k+1)2
=(-1)k-1+(-1)k(k+1)2
=(-1)k[-k+2(k+1)]