如何使用数学归纳法来证明一个等式成立?
使用数学归纳法来证明一个等式成立通常分为三个步骤:基础情况、归纳假设和归纳步骤。
-
基础情况:首先证明当n取某个特定的值时等式成立,通常是n=1或n=0。这个步骤是证明等式对于最小的情况成立的过程。
-
归纳假设:假设当n=k时等式成立,即假设等式对于某个特定的k值成立,这个假设称为归纳假设。
-
归纳步骤:利用归纳假设证明当n=k+1时等式也成立。这个步骤是证明等式在n=k+1时也成立的关键。
举例说明,假设我们要证明等式1+2+3+...+n = n(n+1)/2 对所有正整数n成立。
基础情况:当n=1时,等式左边为1,右边为1*(1+1)/2=1,两边相等,基础情况成立。
归纳假设:假设当n=k时等式成立,即1+2+3+...+k = k(k+1)/2。
归纳步骤:将n=k的等式两边加上k+1,得到1+2+3+...+k+(k+1) = k(k+1)/2 + (k+1)。化简得到(k+1)(k+2)/2,即等式对n=k+1也成立。
因此,通过基础情况、归纳假设和归纳步骤,我们可以证明等式1+2+3+...+n = n(n+1)/2 对所有正整数n成立。