数学归纳法 与 递归

什么是数学归纳法?

1、什么时候可以想到用它了?跟“N”整数有关的数学命题,且用于证明该命题是否正确。

    a) 什么是命题:判断一件事对与错的陈述句,叫做命题。

比如:
	1、2+2=5 ——错误命题。
	2、表达式1+2+……+n,记住为f(n),那么命题:f(n)=(1+n)n/2 ——正确命题。
ps:什么是表达式:由数字、算符、数字分组符号(括号)、自由变量和约束变量等以能求得数值的有意义排列方法所得的组合。
 

   b) 上述中的f(n)=(1+n)n/2 就是适合跟“N”整数有关的命题

2、定义?

    a)对于任何整数r,如果已知命题f(r)为真,可推倒出f(r+1)为真。——也就是f(r+1)命题可以通过f(r)推倒出

    b) 存在第一个命题假设为1,确实有f(1)为真

   如何理解? 对于命题f(n)=(1+n)n/2

   一般情况,f(1)=1 ,使用命题f(1)=(1+1)1/2=1,说明此命题正确,关于命题f(1)正确

  可以这么理解:

   对于定义b) f(1)=(1+1)1/2 确实为真,这个是根据结果说话,计算出来结果确实等于命题结果。

   对于定义a) 如果f(n+1)能通过f(n)推导出命题f(n+1)=(1+(n+1))(n+1)/2,那f(2)=(1+2)2/2命题就可以通过f(1)推导得到,又因为f(1)是被证明正确的命题,所以f(2)也是正确命题(因为是可以推导出的),f(3)通过f(2)推导得到……依次类推,任何一个f(n)就可以知道了。 

总结:第一个命题是正确的,又后面的命题可以从前一个命题(当然第一个命题符合这里的前一个命题)得到。则这个命题可归纳得出。

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递归

1)定义

要知道f(n)的值,首先它需要知道它前面的某一个值。比如f(n)=f(n-1)+1;

2)它像什么?

它类似于数学归纳法中的定义b),就是“推导”

3)举例分析:

a)例子:汉诺塔问题(自己上网查)

b)思路:

对于关于n可变的,且可以由前面推导出来 这类问题三个步骤 1、看看小的情形(数学归纳法中的定义:存在最小整数使得命题成立) 2、求出和证明关于量(要求的f(n))的数学表达式,比如之前的f(n)=f(n-1)+n推导 3、猜出一个命题f(n)=(1+n)*n/2,并证明 以上既是解题步骤,也是数学归纳法的题目要求+你的证明

分析:

1、罗一个塔的时候,它只要移动一步;罗两个塔,它只要移动三步

2、记表达式为f(n),表示罗n个塔到某一个柱子上面。罗n个塔,它得先罗n—1个塔都临时位置(f(n-1)),把最大的n塔移到目标位置f(1),然后再把n-1移到目标位置(f(n-1))

所以f(n)=f(1)+f(n-1)*2。得出了推导公式

3、f(1)=1    f(2)=3    f(3)=7    f(4)=15    f(5)=31……

我猜:f(n)=2^n-1——这个是我们的最终目的

靠猜确实很难办,其实

f(n)=1+f(n-1)*2 两边同时+1

f(n)+1=2(f(n-1)+1) 记t(n)=f(n)+1

t(n)=2t(n-1) t(n)=2^n

f(n)=2^n-1

这里使用数学归纳法证明:)

类似:斐波那契数列,如果你能猜出来第三步,你牛b。它的结果是:f(n)=(√5/5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}(√5表示根号5)见http://baike.baidu.com/view/816.htm

参考文献:《具体数学》

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