2018-2019学年高二数学人教B版选修4-5讲义:第三章 3.1 数学归纳法原理 Word版含解析
2018-2019学年高二数学人教B版选修4-5讲义:第三章 3.1 数学归纳法原理 Word版含解析第4页

  

  利用数学归纳法证明整除问题时,关键是整理出除数因式与商数因式积的形式,这就往往要涉及到"添项"与"减项"等变形技巧,例如,在本例中,对x2k+2-y2k+2进行拼凑,即减去x2y2k再加上x2y2k,然后重新组合,目的是拼凑出n=k时的归纳假设,剩余部分仍能被x+y整除.

  

  2.求证:n3+(n+1)3+(n+2)3能被9整除.

  证明:(1)当n=1时,13+(1+1)3+(1+2)3=36,能被9整除,命题成立.

  (2)假设n=k时,命题成立,即

  k3+(k+1)3+(k+2)3能被9整除.

  当n=k+1时,(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3

  =(k+1)3+(k+2)3+k3+3k2·3+3k·32+33

  =k3+(k+1)3+(k+2)3+9(k2+3k+3).

  由归纳假设,上式中k3+(k+1)3+(k+2)3能被9整除,又9(k2+3k+3)也能被9整除.

  故n=k+1时命题也成立.

  由(1)(2)可知,对任意n∈N*命题成立.

用数学归纳法证明几何命题   

  [例3] 平面上有n(n≥2,且n∈N+)条直线,其中任意两条直线不平行,任意三条不过同一点,

  求证:这n条直线被分成f(n)=n2.

  [思路点拨] 本题考查数学归纳法在证明几何命题中的应用,解答本题应搞清交点随n的变化而变化的规律,然后采用数学归纳法证明.

  [精解详析] (1)当n=2时,

  ∵符合条件的两直线被分成4段,

  又f(2)=22=4.∴当n=2时,命题成立.

  (2)假设当n=k(k≥2且k∈N+)时命题成立,就是该平面内满足题设的任何k条直线被分成f(k)=k2段,则当n=k+1时,任取其中一条直线记为l,如图,剩下的k条直线为l1,l2,...,lk.由归纳假设知,它们被分为f(k)=k2段.

  由于l与这k条直线均相交且任意三条不过同一点,所以直线l被l1,l2,l3,...,lk分为k+1段,同时l把l1,l2,...,lk中每条直线上的某一段一分为二,其增加k段.

  ∴f(k+1)=f(k)+k+1+k

=k2+2k+1=(k+1)2.