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如何证明归纳法的正确性?

归纳法是数学中常用的一种证明方法,用来证明某个命题对所有自然数都成立。要证明归纳法的正确性,可以分为两个步骤:归纳假设和归纳步骤。

首先,证明归纳假设成立,即证明当n=k时,命题成立。这是基础步骤,需要根据具体的命题进行证明。

其次,证明归纳步骤成立,即证明如果当n=k时命题成立,那么当n=k+1时命题也成立。这一步是归纳法的关键,可以采取以下几种方法来证明:

  1. 假设当n=k时命题成立,然后利用这一假设推导出当n=k+1时命题也成立。
  2. 将当n=k+1时的命题转化为与当n=k时的命题之间的关系,然后利用归纳假设证明这种关系成立。
  3. 通过具体的案例实例来说明当n=k+1时命题成立。

通过以上两个步骤,就可以证明归纳法的正确性,从而证明该命题对所有自然数都成立。

个例子来说明,我们来证明1+2+3+...+n = n(n+1)/2 对所有正整数n成立:

  1. 归纳假设:当n=k时,1+2+3+...+k = k(k+1)/2 成立。
  2. 归纳步骤:假设当n=k时命题成立,那么当n=k+1时,1+2+3+...+k+(k+1) = k(k+1)/2 + (k+1) = (k+1)(k+2)/2,也成立。

通过以上证明,我们可以得出结论,1+2+3+...+n = n(n+1)/2 对所有正整数n成立。