返回

高中数学

首页
  • 解答题
    若n∈N+,n≥2,求证:
    1
    2
    -
    1
    n+1
    1
    22
    +
    1
    32
    +…+
    1
    n2
    <1-
    1
    n

    本题信息:数学解答题难度较难 来源:未知
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “若n∈N+,n≥2,求证:12-1n+1<122+132+…+1n2<1-1n.” 主要考查您对

反证法与放缩法

数学归纳法证明不等式

综合法与分析法

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 反证法与放缩法
  • 数学归纳法证明不等式
  • 综合法与分析法

反证法的定义:

有些不等式无法利用题设的已知条件直接证明,我们可以用间接的方法——反证法去证明,即通过否定原结论——导出矛盾——从而达到肯定原结论的目的。

放缩法的定义:

把原不等式放大或缩小成一个恰好可以化简的形式,比较常用的方法是把分母或分子适当放大或缩小(减去或加上一个正数)使不等式简化易证。


反证法证题的步骤:

若A成立,求证B成立。
共分三步:
(1)提出与结论相反的假设;如负数的反面是非负数,正数的反面是非正数即0和负数;
(2)从假设出发,经过推理,得出矛盾;(必须由假设出发进行推理否则不是反证法或证错);
(3)由矛盾判定假设不正确,从而肯定命题的结论正确.矛盾:与定义、公理、定理、公式、性质等一切已有的结论矛盾甚至自相矛盾。
反证法是一种间接证明命题的基本方法。在证明一个数学命题时,如果运用直接证明法比较困难或难以证明时,可运用反证法进行证明。

放缩法的意义:

放缩法理论依据是不等式的传递性:若,a<b,b<c,则a<c.

放缩法的操作:

若求证P<Q,先证P<P1<P2<…<Pn,再证恰有Pn<Q.
需注意:(1)只有同方向才可以放缩,反方向不可。
(2)不能放(缩)得太大(小),否则不会有最后的Pn<Q.


归纳法的定义:

由有限多个个别的特殊事例得出一般结论的推理方法,称为归纳法。


数学归纳法证明不等式的步骤:

(1)证明当n取初始值n0(例如n0=0,n0=1等)时不等式成立;
(2)假设当n=k(k为自然数,k≥n0)时不等式成立,证明当n=k+1时不等式也成立。

对数学归纳法的理解:

(1)数学归纳法是一种用于证明与自然数n有关的命题的正确性的证明方法.它的操作步骤简单、明确。
(2)运用数学归纳法证明与正整数有关的数学命题,两个步骤缺一不可.理解数学归纳法中的递推思想,尤其要注意其中第二步,证明n=k+1命题成立时必须要用到n=k时命题成立这个条件.这种理解不仅使我们能够正确认识数学归纳法的原理与本质,也为证明过程中第二步的设计指明了思维方向.


综合法:

一般地,利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立,这种证明方法叫做综合法。
图解:
 

分析法:

一般地,从要证明的结论出发,逐步寻求使它成立的充分条件,直到最后,把要证明的结论归结为判定一个明显成立的条件(已知条件、定理、定义、公理等)为止,这种证明方法叫做分析法。
图解:


分析法的思维特点:

执果索因;分析法的书写格式:要证明命题B为真,只需要证明命题为真,从而有……,这只需要证明命题为真,从而又有…… 这只需要证明命题A为真,而已知A为真,故命题B必为真。
分析法与综合法综合:
 

综合法的思维方法:

综合法的思维方向是”,即由已知条件出发,逐步推出其必要条件(由因导果),最后推导出所要证明的结论成立,故综合法又叫顺推证法或由因导果法.综合法的依据:已知条件以及逻辑推理的基本理论,在推理时要注意:作为依据和出发点的命题一定要正确.

分析法的思维方向:

分析法的思维方向是”,即由待证的结论出发,逐步逆求它要成立的充分条件(执果索因),最后得到的充分条件是已知(或已证)的命题,故分析法又叫逆推证法或执果索因法.

用分析法证明的模式:

用分析法证:为了证明命题B为真,这只需证明命题B,为真,从而有……这只需证明命题B:为真,从而有……这只需证明命题A为真.而已知A为真,故B必真.可见分析法是”,步步寻求上一步成立的充分条件,它与综合法是对立统一的两种方法。
特别提醒:当命题不知从何人手时,有时可以运用分析法来解决,特别是对于条件简单而结论复杂的题目,往往更是行之有效.用分析法证明时,往往在最后加上一句步可逆,这无形中就出现了两个问题:①分析法证明过程的每一步不一定”,也没有必要要求”,因为这时仅需寻找充分条件,而不是充要条件;②如果非要”,则限制了分析法解决问题的范围,使得分析法只适用于证明等价命题了,但是,只要我们搞清了用分析法证明问题的逻辑结构,明确四种命题之间的关系,那么用分析法证明不等式还是比较方便的。