归纳法的各种例子(7)
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初中物理归纳法的例子
1. 哎呀,你看研究声音的时候,我们可以通过归纳法!比如敲不同的东西,听听声音有啥不一样,像敲铁锅和敲木板,那声音能一样吗?这就是归纳法呀!
2. 哇塞,说到光的折射,我们找不同的介质试试,看光射进去角度怎么变的,这不就是在运用归纳法嘛,你想想是不是这个道理呀!
3. 嘿!在研究摩擦力的时候也可以用呀!在不同表面上拉同一个物体,感受摩擦力大小,这不就慢慢归纳出规律了嘛!
4. 哟呵,热胀冷缩现象也可以这样呀!试试各种材料,看看它们遇热遇冷后的变化,是不是在巧妙运用归纳法呢?
5. 你想想,探究浮力的时候,用不同形状、不同材质的物体放到水里,观察浮力情况,这不是归纳法在发挥作用吗?
6. 哎呀呀,研究电流和电阻的关系,换不同电阻试试呗,这不就是归纳法在帮忙嘛!
7. 嘿呀嘿呀,研究透镜成像规律,多换几种透镜,多观察观察,这可是典型的用归纳法去发现呀!
8. 哇哦,研究物体的运动状态,改变各种条件,然后归纳出规律,是不是超有趣呀!
9. 哈哈,归纳法真的在初中物理里无处不在呢!就像一个神奇的工具,帮助我们一点点揭开物理世界的奥秘呀!。
数学归纳法4/27数学归纳法是证明与数的无限集合(特别是正整数集合)有关的命题的一种方法.其常见的形式有:第一数学归纳法、第二数学归纳法、反向数学归纳法、二重数学归纳法等. 数学归纳法的应用.例1设数列{}n a 满足关系式:(1)112a =,(2)n n a n a a a 221=+++ )1(≥n ,试证数列通项公式为1(1)n a n n =+.说明:本例可以使用第一和第二数学归纳法证明.第二数学归纳法的证明可以概括为:“1对”;假设“k ≤对”,那么“1k +也对”. 详细地说,它分为以下三步: (1)奠基:证明1n =时命题成立; (2)归纳假设:设n k ≤时命题成立;(3)归纳递推:由归纳假设推出1n k =+时命题也成立.例2 求证:第n 个质数(将质数由小到大编上序号,2算作第一个质数)n p 小于22n. 分析:首先注意到121k p p p + 没有质因数k p p p ,,,21 ,因此它的质因数都不小于1k p +,这就是说1121k k p p p p +≤+ .于是我们设想通过证明121212k k p p p ++< (1)来达到证明1212k k p ++<的目的,但(1)式的证明必然要用到),,2,1(22k i p ii =<.所以,我们不得不改用第二数学归纳法.因为k p p p ,,,21 都不能整除121k p p p + ,所以121k p p p + 的质因数q 不可能是k p p p ,,,21 ,而只能大于或等于1k p +.121122222211212+122kk k k k p p p p +++++-+≤+<≤<例3 已知n m ,是任意非负整数,证明:若规定1!0=,则)!(!!)!2()!2(n m n m n m +是正整数.分析:命题与两个参数n m ,有关.我们把m 看作常数,对n 进行归纳.就得到以下证法.提示: 0=n 时,原式=mm C m m m 2!!)!2(=是正整数,其中m 是非负整数. 设当k n =时命题成立,即)!(!!)!2()!2(k m k m k m +是正整数,其中m 是任意非负整数.则当1+=k n 时,(2)!(22)!(2)!2!(21)(22)(2)!(2)!(22)!(2)!4!(1)!(1)!!!()!(1)(1)!!()!(1)!!(1)!m k m k k k m k m k m k m k m k m k k m k m k m k m k m k ++++=∙=∙-+++++++++++评注:在上面的证明中,我们所用的归纳形式是:“m n ,0=任意时对”;假设“m k n ,=任意时对”,那么“m k n ,1+=任意时也对”.这里,m 被看作常数,但又是一个带有任意性的常数.我们有时把这种常数称为“活化了的常数”.这是多参数处理的一个常用方法.例4 设正数数列{}n a 满足关系式21n n n a a a +≤-,证明:对一切正整数n 有1n a n<.例5 证明:对一切正整数n ,不定方程22n x y z +=都有正整数解.例6 证明:对任何非空有限集合,都可将它的所有子集排成一列,使得每两个相邻的子集,或者是前一个仅比后一个多一个元素,或者是后一个仅比前一个多一个元素. 证:当1n =时,{}A a =,它仅有两个子集:A ∅与,怎么排都行,可见断言成立.假设n k =时断言也成立,即可按规则将},,{1k a a A =的所有子集排成一列. 下证1n k =+时断言也成立.先考虑n=2,n=3的情形: 2n =时,可将12{,}a a 的所有子集排成:1122,{},{,},{}a a a a ∅.3n =时,可将123{,,}a a a 的所有子集排成:112223123133,{},{,},{},{,},{,,},{,},{}a a a a a a a a a a a a ∅.可以看出,3n =时的前4个子集与2n =时12{,}a a 的全部子集的排法完全相同.再看看3n =时的后4个子集,就可以发现,如果从这4个子集中都划去3a ,则它们刚好就是前4个子集的逆序排列!设已将},,{1k a a 的所有的2k 个子集按照规则排成一列:k A A A 221,,, .于是,我们只要将},,,{11+k k a a a 的所有子集排列如下:,},{,,,,12221 +k a A A A A k k },{},{1112++k k a A a A则不难验证这种排法确实合乎规则.所以当1n k =+时断言也成立.于是由数学归纳法原理知,断言对一切非空的有限集合都成立.例7 对怎样的正整数n ,集合{1, 2, …, n }可以分成5个互不相交的子集,每个子集的元素和相等.解 先找一个必要条件:如果{1, 2, …, n }能分成5个互不相交的子集,各个子集的元素和相等,那么)1(2121+=+++n n n 能被5整除.所以n =5k 或n =5k -1.显然,k =1时,上述条件不是充分的.下用数学归纳法证明k ≥2时,条件是充分的.当k =2,即n =9,10时,我们把集合{1, 2,…, 9}和{1, 2, …, 10}作如下分拆:{1, 8},{2, 7},{3, 6},{4, 5},{9};{1, 10},{2, 9},{3, 8},{4, 7},{5, 6};当k =3时,即n =14,15时,有{1, 2, 3, 4, 5, 6},{7, 14},{8, 13},{9, 12},{10, 11};{1, 2, 3, 5, 6, 7},{4, 8, 12},{9, 15},{10, 14},{11, 13}.因为若集合{1, 2, …, n }能分成5个互不相交的子集,并且它们的元素和相等,那么{1, 2, …, n , n +1, …, n +10}也能分成5个元素和相等但互不相交的子集.事实上,如果{1, 2, …, n }=54321A A A A A ⋃⋃⋃⋃,那么{1, 2, …, n , n +1, …, n +10}=54321B B B B B ⋃⋃⋃⋃,其中⋃=11A B {n +1, n +10},⋃=22A B {n +2, n +9},⋃=33A B {n +3, n +8},⋃=44A B {n +4, n +7},⋃=55A B {n +5, n +6}。
归纳与演绎的具体例子
归纳和演绎是逻辑推理中的两种方法。
下面是具体的例子:
1. 归纳:根据过去的经验,看到每只鸟都有翅膀,我们可以推断出所有的鸟都有翅膀。
2. 演绎:如果所有的哺乳动物都是动物,而人类是哺乳动物,那么我们可以推断出人类也是动物。
3. 归纳:小明发现自己所有的朋友都喜欢吃巧克力,因此他推断出每个人都喜欢吃巧克力。
4. 演绎:如果所有的哺乳动物都有胎生的能力,而袋鼠是哺乳动物,那么我们可以推断出袋鼠也有胎生的能力。
5. 归纳:一个萝卜和一个豌豆都在个人蔬菜列表的前三名,那么我们可以推断出其他蔬菜也可能很受欢迎。
6. 演绎:如果所有的鸟都有翅膀,而企鹅没有翅膀,那么我们可以推断出企鹅不是鸟类。
归纳法的各种例子(7) 习题与评注1.将级数+++=+++=--543213211arcsin ,44321211)1(522212x ••x •x x ••x •x x相乘,你会得到展开的前两项++=-=-321232arcsin )1(x x x x y 。
(a)再算出若干项,并尝试猜测其一般项。
(b)验证y 满足微分方程1)1(2=-'-xy y x ,利用此方程证明你的猜测。
2.将级数+∙++=42214222x x e x ,-∙+-=-⎰542132115322x •x •x dt et x相乘,你会得到展开式的前两项++==-⎰3223122x x dt ee y t x x 。
(a)再算出若干项,并尝试猜测其一般项。
(b)如果你的猜测是正确的,它将引出一个念头,y 满足一个简单的微分方程。
建立此方程,证明你的猜测。
3.幂级数+++++=864216384122525625649411)(x x x x x f 满足函数方程⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=x x f xx f 1211)(。
检验这些系数,如果必要,再导出一些来,尝试猜测其一般项。
4.幂级灵敏f (x )=1+x +x 2+2x 3+4x 4+…+a n x n +…满足函数方程()[])(2)()(3)(61)(323x f x f x f x f xx f +++= 证明a n 等于C n H 2n +1OH (醇类)同分异构化合物的数目。
在n=4的场合,答案是正确的。
丁醇C 4H 9OH 的种数是a 4=4,它们表示在图5·1,每一种化合物描画成一个“树”箭头;H 略去了。
检验n 的其他值。
图5·1 C 4H 9OH 化合物5.证明:当n=0,1,2,3,4,5(mod6)时,分别有0,1,1,0,1,1)1(2••••••••••k n k nk k--=⎪⎭⎫⎝⎛--=∑。
6.一个椭圆绕它的长轴或短轴旋转时,分别形成一长旋转椭球面或扁旋转椭球面。
归纳法的经典例子
1. 你看哈,咱就说那太阳每天都会升起,这不是一次两次,而是天天如此啊,这就是归纳法呀!这不就跟你每次去那个面包店都能买到面包一样嘛。
2. 每次下雨前蚂蚁都忙着搬家,哎哟喂,这都成规律啦,这就是归纳法的体现呀!就好比你每次饿了就会找东西吃一样明显。
3. 鸟会飞,所有的鸟几乎都会飞呀,这多典型的归纳法例子呀!这不就和你知道冬天会冷是一个道理嘛。
4. 夏天总是很热,每年都这样,这就是归纳法在起作用呀!这不就跟你知道老师每次上课都会点名一样嘛。
5. 狗狗见到主人总是很开心很兴奋,总是这样的表现哦,这就是归纳法啊!就好像你每次回家看到自己舒服的床就想躺上去一样。
6. 花到了春天就会开放,每年都不会例外呀,这就是归纳法哟!这跟你每年生日都会许愿差不多呀。
7. 一到过年大家就会很开心地团聚,每一年都这样呢,这就是归纳法呀!这不类似你每次拿到零花钱就会很高兴嘛。
8. 人们每天都要吃饭,顿顿都少不了,这就是归纳法的有力证明呀!这跟你每天都要和朋友聊天交流不是一样的嘛。
结论:归纳法在我们生活中无处不在呀,通过这些常见的例子就能清楚地感受到它呢!。
归纳推理法的例子
以下是 7 条关于归纳推理法的例子:
1. 你看那些科学家们,每次做实验不都是在运用归纳推理法嘛!就好比牛顿观察苹果落地,他就归纳出了万有引力定律呀!这多神奇!难道不是吗?
2. 咱们生活中也经常会用到的呀!比如你发现每次吃了巧克力就会心情变好,那你不就可以归纳出巧克力能让人心情愉悦这个结论嘛!这不是很明显的例子吗?
3. 警察叔叔查案的时候也是呀!他们通过收集各种线索,然后归纳出犯罪的模式和嫌疑人的特征,这不就是用归纳推理法来找真凶嘛!厉害吧?
4. 医生诊断病情也是一样的道理呀!通过病人的各种症状归纳判断是什么病,就像看到发烧、咳嗽,归纳出可能是感冒啦!多直接呀!
5. 再看看我们学习知识,每次做了好多道数学题,然后归纳出解题方法和规律,下次不就会做类似的题了嘛!多有用啊!
6. 老师们评价学生也是有归纳推理在里面的哟!看到某个学生经常认真听讲、积极回答问题,就归纳出这个学生学习态度好呀!像不像?
7. 企业做市场调研也是呀!分析大量的数据和消费者反馈,然后归纳出市场趋势和消费者需求,不然怎么做出受欢迎的产品呢!就是这样的呀!
我的观点结论就是:归纳推理法无处不在,在各个领域都发挥着重要作用,我们要善于运用它来更好地理解和解决问题。
归纳推理例子
1. 你看那些鸟儿,每次看到虫子就会去啄食,难道这不就是归纳推理吗?就像我们看到天阴了,就会推测可能要下雨一样。
2. 咱就说小孩子学说话,他听到大人总说某个词,自己也就跟着说了,这就是通过一次次观察归纳出的呀!这不是很明显的归纳推理例子嘛!
3. 你想想,街上的路灯总是天黑就亮了,我们是不是每次都会觉得天黑路灯就该亮啦,这就是在我们心里形成的归纳推理呀!难道不是吗?
4. 就好像每次去动物园,看到狮子都很凶猛,那我们就会归纳出狮子都是凶猛的,多简单的归纳推理例子啊!
5. 家里的宠物狗每次听到开饭的声音就会跑过来,时间久了我们是不是自然就归纳出它听到这声音就会有这个反应呢?这简直太常见了吧!
6. 同学们每次上课铃响了就进教室,这不就是大家归纳出来的行为模式嘛,这就是归纳推理的体现呀!
7. 你观察那些职业运动员,他们长期训练某种动作,然后在比赛中就会下意识地使用,这不就是通过归纳推理知道这样做有效才一直做的嘛!
8. 去市场买菜,经常看到某个摊位生意好,就会觉得他家菜肯定好,这就是归纳推理嘛,我们都经历过的呀!
9. 每次感冒了吃某种药有效,下次感冒就还会找这种药吃,这不就是归纳推理在生活中的应用吗?
我觉得归纳推理在我们生活中无处不在呀,我们就是通过这样一次次的归纳来理解和适应这个世界的呀!。
归纳法的各种例子(7) 习题与评注
1.将级数
+++=+++=--5
43213211arcsin ,44
3
21211)
1(5
222
12x ••x •x x •
•x •x x
相乘,你会得到展开的前两项
++
=-=-3
2
123
2arcsin )
1(x x x x y 。
(a)再算出若干项,并尝试猜测其一般项。
(b)验证y 满足微分方程
1)1(2=-'-xy y x ,
利用此方程证明你的猜测。
2.将级数
+∙++=4
2214
22
2x x e x ,
-∙+-=-⎰5
42132115
32
2x •x •x dt e
t x
相乘,你会得到展开式的前两项
++
==
-⎰3
2
2
3
122
x x dt e
e y t x x 。
(a)再算出若干项,并尝试猜测其一般项。
(b)如果你的猜测是正确的,它将引出一个念头,y 满足一个简单的微分方程。
建立此方程,证明你的猜测。
3.幂级数
+++++
=864216384
122525625649411)(x x x x x f 满足函数方程
⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛++=
x x f x
x f 1211)(。
检验这些系数,如果必要,再导出一些来,尝试猜测其一般项。
4.幂级灵敏
f (x )=1+x +x 2+2x 3+4x 4+…+a n x n +…
满足函数方程
()[]
)(2)()(3)(6
1)(323x f x f x f x f x
x f +++
= 证明a n 等于C n H 2n +1OH (醇类)同分异构化合物的数目。
在n=4的场合,答案是正确的。
丁醇C 4H 9OH 的种数是a 4=4,它们表示在图5·1,每一种化合物描画成一个“树”箭头;H 略去了。
检验n 的其他值。
图5·1 C 4H 9OH 化合物
5.证明:当
n=0,1,2,3,4,5(mod6)
时,分别有
0,1,1,0,1,1)1(2
••••••••••k n k n
k k
--=⎪⎭⎫
⎝⎛--=∑。
6.一个椭圆绕它的长轴或短轴旋转时,分别形成一长旋转椭球面或扁旋转椭球面。
对于长旋转椭球面的表面积,
)
2(3
4
,
/)(arcsin )1(2222
12b a P •ab E +π=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡εεε-π= 分别表示其精确值和近似值(a ,b 和ε的意义如§2所述)。
求 (a)相对误差的首项, (b)当b=0时的相对误差。
相对误差的符号应如何解释? 7.对于扁旋转椭球面的表面积,
3
)2(4,11ln 21122
222b a P •
a E +π=
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡
ε-ε+εε-+π=
分别表示其精确和近似值。
求 (a)相对误差的首项, (b)当b=0时的相对误差。
相对误差的符号应如何解释。
8.比较习题6和7,你认为哪一个近似值比较符合半轴为a ,b ,c 的椭球面的表面积?
相对误差的符号应如何解释?
9〔§2〕.从椭圆的参数表达式x=asint ,y=bcost 出发,证明
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-ε
⎪
⎭⎫ ⎝⎛--π=ε-=∑⎰
∞π
12220
2
1
2222212432112)sin 1(4n n n •a •dt
t a E n
并由此导出在§2中援引但未证明的首项。
10(续).利用ε幂的展开式,证明0<ε≤1时,E>P 。
11〔§2〕.决定α的数值,使得式子
P ″=αP+(1-α)P ′
对于很小的数ε,给出E 的最佳近似值。
(也就是使得误差(P ″-E )/E 展开式首项的幂次尽可能的高。
)
12(续).按照§2的方法(归纳地!)研究近似值P ″。
13.给定正整数p 和一个正数序列a 1,a 2,a 3,…,a n ,…,证明
p
n
n n n e a p a a ≥⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++∞→1sup lim 。
14(续).指出使上式成为等式的一个序列a 1,a 2,a 3,…。
15.解释观察到的规律。
物理学的发现时常是由两个步骤得到,即先从观察材料是看出某种规律性,然后将这种规律性解释成某一个普遍法则的推论。
这两个步骤的间隔时间可能很长也可能由不同的人作出。
一个很好的例子是关于刻卜勒和牛顿的:由刻卜勒观察到的有关行星运行的规律性,牛顿发现的万有引力定律得到解释。
类似的情况也发生在数学研究上,下面有一个很好的例子,它要求你具备不多
的预备知识。
普通的四位常用对数表列有900个尾数,包括了从100到999的整数的对数尾数。
在观察前,我们或许会以为0,1,…,9这些数字在表中出现的次数会一样多,其实不然:从尾数的第一个有效数字来看,它们确实不一样多,计算第一个有效数字相同的尾数的个数,得出表I(检验它!)。
观察表I的第二栏,我们可以看到,这里任意两个连续数的比都大致相同。
这促使我们把这些比率算到若干位小数:它们列于表的最后一栏。
为什么这些比率近乎相等?试通过观察到的近似规律考察出某种精确规律。
表I第二栏的数字接近于几何级数的项,你能发现跟近似级数的项有简单联系的精确几何级数吗?〔也许精确级数的公比应该是表I最后一栏比率的某处平均数。
〕
16.观察到的事实的分类。
博物学家的工作的重要部分是对其观察到的对象进行描述和分类。
这种工作在林奈以后长期占优势。
从那时起,博物学家的主要工作就包括描述新的动植物品种和将已知的品种分类。
他们描述和分类的不仅是动物和植物,还包括了其它对象,特别是矿物。
晶体的分类,以其对称为依据。
正确的分类很重要,它能将观察的不同种类缩小到一定数量的明确而有条理的程度。
实在令人遗憾,数学家并不常有可能进行描述和分类,但有时也会遇上。
如果人熟悉平面几何的某些简单概念(对称轴、对称中心)的话,那么,你就会对花纹感兴趣。
图5·2展示的是十四条装饰条带,每个条带上都绘有循环重复的简单纵(横)线图案。
我们称其为“花边”。
请你为左边(用数字记号的)的每一种花边,选配一种右边(用字母记号的)的花边,以使其具有同一种对称类型。
此外,请你观察你能在形形色色的物体表面或古建筑上发现的条状花纹,并设法使其与图5·2的花边相配。
最后,请你编制一张完整的、包括有花边的各种对称类型的表格,并对每一类型的对称做全面的描述。
〔可以把花边看成是向两端无限延伸的,并把产生的图案当作无限次周期性地重现的。
注意:“对称的类型”这个术语是尚未正式定义的。
对这个术语作出合适的解释,则是你工作的重要部分。
〕
17.在图上5·3上找出属于同一对称类型的两种图案。
每一种图
案都可以想象成是以其重复的块状覆盖在整个平面上的。
图5·3 两种对称
18.区别何在?拉丁字母表的二十六个大写字母按下列方式分成
为五组:
AMTUWY
BCDEK
NSZ
HIOX
FGJLPQR
它们的差异在哪里?对提出的这个分类法来说,其简单的依据可能是什么?〔请你观察一下五个方程:
y=x2,y2=x,y=x3,x2+2y2=1,y=x+x4。
它们的区别又哪里呢?。