例 4:观察下列关于自然数的等式: (1)32-4×12=5 ① (2)52-4×22=9 ② (3)72-4×32=13 ③ … 根据上述规律解决下列问题: (1)完成第四个等式:92-4×( )2=( );
(2)写出你猜想的第 n 个等式(用含 n 的式子表示),并验证其正确性.
解:(1)4,17 (2)第 n 个等式为(2n+1)2-4n2=4n+1.∵左边=4n2+4n+1-4n2=4n+1= 右边,∴第 n 个等式成立.
练习:下列问题你不能肯定的是( D )
A.一支铅笔和一瓶矿泉水的体积的大小关系 B.三角形的内角和 C.八边形的外角和 D.三角形与矩形的面积关系
课程导入2:
代数式n2+ n+41的值是质数吗?取n=0,1,2,3,4, 5试一试,你能否 由此得到结论:对于所有自然数n2+ n+41的值都是质数?与同伴进行交流.
2.在学习中,小明发现:当 n=1,2,3 时,n2-6n 的值都是负数,于是小明猜想:当 n 为 任意正整数时,n2-6n 的值都是负数,小明的猜想正确吗?请简要说明你的理由.
解:小明的猜想不正确.理由为:当 n=6 时,n2-6n=62-6×6=0;当 n> 6 时,n2-6n=n(n-6)>0.
练习:观察下列各式的计算过程: 5×5=0×1×100+25, 15×15=1×2×100+25, 25×25=2×3×100+25, 35×35=3×4×100+25, …
请猜测,第 n 个算式(n 为正整数)应表示为 100n(n-1)+25 .
证明的必要性
1.要判断一个数学结论是否正确,仅仅依靠实验,观察、归纳是不够的,
解:小明的猜想正确,理由:因为 n 为奇数,所以可设 n=2k+1(k 为自然数), 所以 n2﹣1=(2k+1)2﹣1=(2k+1+1)(2k+1﹣1)=(2k+2)×2k=4k(k+1), 因为 k 为自然数,所以 k,k+1 是相邻的自然数, 所以 k,k+1 中必有一个是偶数,一个是奇数,所以 k(k+1)必定是 2 的倍数, 所以 4k(k+1)必定是 8 的倍数,故当 n 为任意正奇数时, n2﹣1 的值一定是 8 的倍数.