2.3数学归纳法(一)[学习目标]1.了解数学归纳法的原理.2.能用数学归纳法证明一些简单的数学命题.[知识链接]1.对于数列{an},已知a1=1,an+1=(n∈N*),求出数列前4项,你能得到什么猜想?你的猜想一定是正确的吗?答a1=1,a2=,a3=,a4=.猜想数列的通项公式为an=.不能保证猜想一定正确,需要严密的证明.2.多米诺骨牌都一一倒下只需满足哪几个条件?答(1)第一块骨牌倒下;(2)任意相邻的两块骨牌,前一块倒下一定导致后一块倒下.条件(2)事实上给出了一个递推关系,换言之就是假设第K块倒下,则相邻的第K+1块也倒下.3.类比问题2中的多米诺骨牌游戏的原理,想一想如何证明问题1中的猜想?答(1)当n=1时,猜想成立;(2)若当n=k时猜想成立,证明当n=k+1时猜想也成立.[预习导引]1.数学归纳法证明一个与正整数n有关的命题,可按下列步骤进行:①(归纳奠基)证明当n取第一个值n0(n0∈N*)时命题成立;②(归纳递推)假设当n=k(k≥n0,k∈N*)时命题成立,证明当n=k+1时命题也成立.2.应用数学归纳法时注意几点:(1)用数学归纳法证明的对象是与正整数n有关的命题.(2)在用数学归纳法证明中,两个基本步骤缺一不可.(3)步骤②的证明必须以“假设当n=k(k≥n0,k∈N*)时命题成立”为条件.要点一正确判断命题从n=k到n=k+1项的变化例1已知f(n)=1+++…+(n∈N*),证明不等式f(2n)>时,f(2k+1)比f(2k)多的项数是________.答案2k解析观察f(n)的表达式可知,右端分母是连续的正整数,f(2k)=1+++…+,而f(2k+1)=1+++…++++…+.因此f(2k+1)比f(2k)多了2k项.规律方法在书写f(k+1)时,一定要把包含f(k)的式子写出来,尤其是f(k+1)中的最后一项.除此之外,多了哪些项,少了哪些项都要分析清楚.跟踪演练1设f(n)=1+++…+(n∈N*),那么f(n+1)-f(n)等于________.答案++解析 f(n)=1+++…+,∴f(n+1)=1+++…++++,∴f(n+1)-f(n)=++.要点二证明与自然数n有关的等式例2已知n∈N*,证明:1-+-+…+-=++…+.证明(1)当n=1时,左边=1-=,右边=,等式成立;(2)假设当n=k(k≥1,且k∈N*)时等式成立,即:1-+-+…+-=++…+.则当n=k+1时,左边=1-+-+…+-+-=++…++-=++…+++=++…++=右边;所以当n=k+1时等式也成立.由(1)(2)知对一切n∈N*等式都成立.规律方法(1)用数学归纳法证明命题时,两个步骤缺一不可,且书写必须规范;(2)用数学归纳法证...