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1、初中数学竞赛辅导资料(14)经验归纳法甲内容提要1.通常我们把“从特殊到一般”的推理方法、研究问题的方法叫做归纳法。通过有限的几个特例,观察其一般规律,得出结论,它是一种不完全的归纳法,也叫做经验归纳法。例如①由(-1)2=1,(-1)3=-1,(-1)4=1,……,归纳出-1的奇次幂是-1,而-1的偶次幂是1。②由两位数从10到99共90个(9×10),三位数从100到999共900个(9×102),四位数有9×103=9000个(9×103),…………归纳出n位数共有9×10n-1 (个)③由1+3=22, 1+3+
2、5=32, 1+3+5+7=42……推断出从1开始的n个連续奇数的和等于n2等。可以看出经验归纳法是获取新知识的重要手段,是知识攀缘前进的阶梯。2. 经验归纳法是通过少数特例的试验,发现规律,猜想结论,要使规律明朗化,必须进行足夠次数的试验。由于观察产生的片面性,所猜想的结论,有可能是错误的,所以肯定或否定猜想的结论,都必须进行严格地证明。(到高中,大都是用数学归纳法证明)乙例题例1平面内n条直线,每两条直线都相交,问最多有几个交点?解:两条直线只有一个交点,12第3条直线和前两条直线都相交,增加了2个交点,得1+23第
3、4条直线和前3条直线都相交,增加了3个交点,得1+2+3第5条直线和前4条直线都相交,增加了4个交点,得1+2+3+4………第n条直线和前n-1条直线都相交,增加了n-1个交点由此断定n条直线两两相交,最多有交点1+2+3+……n-1(个),这里n≥2,其和可表示为[1+(n+1)]×, 即个交点。-3-例2.符号n!表示正整数从1到n的連乘积,读作n的阶乘。例如 5!=1×2×3×4×5。试比较3n与(n+1)!的大小(n是正整数)解:当n=1时,3n=3, (n+1)!=1×2=2当n=2时,3n=9, (n+1)!
4、=1×2×3=6当n=3时,3n=27, (n+1)!=1×2×3×4=24当n=4时,3n=81, (n+1)!=1×2×3×4×5=120当n=5时,3n=243, (n+1)!=6!=720 …… 猜想其结论是:当n=1,2,3时,3n>(n+1)!,当n>3时3n<(n+1)!。例3 求适合等式x1+x2+x3+…+x2003=x1x2x3…x2003的正整数解。 分析:这2003个正整数的和正好与它们的积相等,要确定每一个正整数的值,我们采用经验归纳法从2个,3个,4个……直到发现规律为止。 解:x1+x2=
5、x1x2的正整数解是x1=x2=2x1+x2+x3=x1x2x3的正整数解是x1=1,x2=2,x3=3x1+x2+x3+x4=x1x2x3x4的正整数解是x1=x2=1,x3=2,x4=4x1+x2+x3+x4+x5=x1x2x3x4x5的正整数解是x1=x2=x3=1,x4=2,x5=5x1+x2+x3+x4+x5+x6=x1x2x3x4x5x6的正整数解是x1=x2=x3=x4=1,x5=2,x6=6…………由此猜想结论是:适合等式x1+x2+x3+…+x2003=x1x2x3…x2003的正整数解为x1=x2=x
6、3=……=x2001=1, x2002=2, x2003=2003。丙练习141.除以3余1的正整数中,一位数有__个,二位数有__个,三位数有__个,n位数有____个。2.十进制的两位数可记作10a1+a2,三位数记作100a1+10a2+a3,四位数记作____,n位数___记作______3.由13+23=(1+2)2,13+23+33=(1+2+3)2,13+23+33+43=(___)2,13+______=152,13+23+…+n3=()2。4.用经验归纳法猜想下列各数的结论(是什么正整数的平方)①=(_
7、__)2;;-=( __)2。②=(____)2;=(___)2-3-1.把自然数1到100一个个地排下去:123……91011……99100①这是一个几位数?②这个数的各位上的各个数字和是多少6.计算+++…+= (提示把每个分数写成两个分数的差)7.a是正整数,试比较aa+1和(a+1)a的大小.8..如图把长方形的四条边涂上红色,然后把宽3等分,把长8等分,分成24个小长方形,那么这24个长方形中,两边涂色的有__个,一边涂色的有__个,四边都不着色的有__个。本题如果改为把宽m等分,长n等分(m,n都是大于1的自
8、然数)那么这mn个长方形中,两边涂色的有__个,一边涂色的有__个,四边都不着色的有__个9.把表面涂有红色的正方体的各棱都4等分,切成64个小正方体,那么这64个中,三面涂色的有__个,两面涂色的有___个,一面涂色的有___个,四面都不涂色的有____个。本题如果改为把长m等分,宽n等分,高p等分,(m,n,p都