用数学归纳法证明不等式
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课题:4.2用数学归纳法证明不等式举例一、教材分析: 数学归纳法是一种重要的数学证明方法,在高中数学内容中占有重要的地位,其中体现的数学思想方法对学生进一步学习数学、领悟数学思想至关重要。
数学归纳法的证明过程中展现的推理与逻辑能让学生体会数学的严谨与规范,学习数学归纳法后学生对数列和不等式证明等问题会有新的解决思路和方法。
二、教学目标:1、知识与技能:(1)使学生初步了解数学归纳法,理解数学归纳法的基本原理。
(2)掌握数学归纳法证明题目的步骤和适用范围,能够使用数学归纳法证明与正整数有关的命题。
2、过程与方法:(1)通过类比多米诺骨牌游戏,使学生进一步理解数学归纳法,并培养在观察,归纳,猜想中逐步解决问题的能力。
(2)让学生经历发现问题,提出问题,分析问题,解决问题的过程,形成能力并应用于今后的学习中。
3、情感、态度与价值观:(1)通过对数学归纳法的探究培养学生严谨的,实事求是的科学态度和积极思考,大胆质疑的学习氛围。
(2)通过有限到无限的这种跨越,体会数学证明的美感与用途。
三、教学重点:了解数学归纳法的原理及其使用范围和基本步骤四、教学难点:(1)认识数学归纳法的证明思路。
(2)运用数学归纳法时,在“假设与递推”的步骤中发现具体问题中的递推关系。
五、教学准备1、课时安排:2课时2、学情分析:学生在学习本节之前已经学习过归纳推理,以及一些简单的数学证明方法,并且已经开始使用与正整数有关的结论(例1的公式),但学生只是停留在认知阶段;另外高二学生经过了一年半的高中学习之后,已初步具有了发现和探究问题的能力,这为本节学习数学归纳法奠定了一定基础。
3、教具选择:多媒体六、教学方法:讲练结合 合作探究法七、教学过程1、自主导学:一.复习回顾引入:<师>(1)请同学们回顾学习过的证明方法有哪些?<生> 请一名学生回答该问题。
<师>(2)思考:通过计算下面式子,你能猜想出1357(1)(21)n n -+-++⋅⋅⋅+-⋅-的结果吗?证明你的结论。
不等式的证明方法不等式是数学中一类重要的数学不等关系,它在各个领域中都有广泛的应用。
证明不等式的方法有很多,下面介绍几种常见的方法。
1.数学归纳法数学归纳法是一种常用的证明不等式的方法。
当不等式对于一些特定的n成立时,我们可以证明当n+1时,不等式也成立。
具体步骤如下:(1)首先验证当n=1时不等式成立;(2)假设当n=k时不等式成立,即不等式表达式为Pk(k),其中Pk(k)表示当n=k时不等式的表达式;(3)利用假设的条件,证明当n=k+1时不等式也成立,即证明Pk(k+1);(4)由(1)(2)步骤可知,不等式对于n=1成立,又由(3)步骤可知,当n=k+1时不等式也成立,综上可得,不等式对于所有的n成立。
2.数学推理数学推理是一种常用的证明不等式的方法,它主要是通过运用已知的数学定理、性质和等式进行逻辑推理,从而得出结论。
例如,可以利用已知的三角函数性质、代数运算等进行推理,通过一系列推导和等价变形得出需要证明的不等式。
3.代入法代入法是一种常用的证明不等式的方法,它主要是利用数值替换变量,通过对不等式成立条件的特殊取值进行代入,从而证明不等式成立。
例如,对于一个两个变量的不等式,可以分别取其中一个变量为0或1,然后对不等式进行推导和比较,得出结论。
4.反证法反证法是一种常用的证明不等式的方法,它通过假设所要证明的不等式不成立,然后从假设出发推导出与已知矛盾的结论,从而证明原不等式成立。
具体步骤如下:(1)假设不等式不成立,即存在一些条件使得不等式不成立,这个条件可以是一个数、一个式子等;(2)利用假设条件进行推导,推导出与已知矛盾的结论;(3)由于假设条件导致与已知矛盾,所以假设不成立,即原不等式成立。
5.AM-GM不等式(算术平均数-几何平均数不等式)AM-GM不等式是一种常用的证明不等式的方法。
它断言,若a1,a2,...,an是n个非负实数,则有(a1+a2+...+an)/n ≥√(a1*a2*...*an),等号成立的条件是a1=a2=...=an。
如何通过数学归纳法证明不等式数学归纳法是一种证明数学命题的常用方法,其基本思想是利用已知的某些命题推出新的命题。
在数学证明中,常常使用归纳法来证明一些不等式,这种方法既简单又直观,下面我们来探讨如何通过数学归纳法证明不等式。
一、归纳法的基本思想首先,我们来了解一下归纳法的基本思想。
设P(n)是一个依赖于自然数n的命题,则通过归纳法证明P(n)对于所有自然数n成立的一般方法为:1.证明当n=1时P(1)成立;2.假设当n=k时P(k)成立,即前提条件为P(k)成立;3.证明当n=k+1时P(k+1)成立,即由前提条件P(k)可以导出P(k+1)。
这就是数学归纳法的基本思想。
二、通过数学归纳法证明不等式接下来我们探讨如何通过数学归纳法证明不等式。
对于一些不等式,我们可以通过归纳法来证明它们的成立性。
1. 首先,我们需要确定适用于归纳法的不等式类型。
一般来说,递推式、等差数列、等比数列等都是适用于归纳法的不等式类型。
2. 其次,我们需要证明当n=1时不等式成立。
通常情况下,我们可以通过代数化简或数值计算的方法证明不等式在n=1时成立。
3. 第三步是归纳假设。
假设当n=k时不等式成立,即前提条件为不等式在n=k时成立。
4. 第四步是证明当n=k+1时不等式成立。
通过推导得出不等式在n=k+1时成立。
5. 最后需要证明这个不等式在所有自然数下成立。
通常情况下,我们可以通过归纳证明法的反证法来证明,如果该不等式在某个自然数下不成立,那么其前面的所有自然数也不成立,即矛盾。
因此,该不等式在所有自然数下成立。
比如,对于一个递推式an=a(n-1)+n,我们可以通过数学归纳法证明其大于等于n(n+1)/2。
具体证明如下:当n=1时,an=1,n(n+1)/2=1,因此不等式在n=1时成立。
假设当n=k时,an大于等于k(k+1)/2成立。
当n=k+1时,an=a(k+1-1)+(k+1)=ak+k+1。
根据归纳假设,ak 大于等于k(k+1)/2,于是k+ak大于等于k(k+1)/2+k+1=(k+1)(k+2)/2,因此,an大于等于(k+1)(k+2)/2。