所有的骨牌都倒下,条件(2)给出了一个递推关系,条件(1)给出了骨牌倒下的基础.
思考2 用数学归纳法证明问题的一般步骤分几步?
答 一般地,证明一个与自然数n有关的命题P(n),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)(递推是关键)假设当n=k(k≥n0,k∈N+)时命题成立,证明当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.其中,利用假设是证题的核心.
思考3 用数学归纳法证明1+3+5+...+(2n-1)=n2,如采用下面的证法,对吗?若不对请改正.
证明:(1)n=1时,左边=1,右边=12=1,等式成立.
(2)假设n=k时等式成立,即1+3+5+...+(2k-1)=k2,
则当n=k+1时,1+3+5+...+(2k+1)==(k+1)2等式也成立.
由(1)和(2)可知对任何n∈N+等式都成立.
答 证明方法不是数学归纳法,因为第二步证明时,未用到归纳假设.从形式上看这种证法,用的是数学归纳法,实质上不是,因为证明n=k+1正确时,未用到归纳假设,而用的是等差数列求和公式.
探究点二 用数学归纳法证明等式
例1 用数学归纳法证明
12+22+...+n2=(n∈N+).
证明 (1)当n=1时,左边=12=1,
右边==1,
等式成立.
(2)假设当n=k(k∈N+)时等式成立,即
12+22+...+k2=,
那么,12+22+...+k2+(k+1)2
=+(k+1)2
=