趣味小学数学教案:归纳公鸡的智慧
一只公鸡非常高兴,当他看到他的主人来了,撒米给他吃。它希望每天都能吃到米饭。第二天,师傅给它米饭,第三天,师傅给它米饭,第九十九天,师傅给它米饭。所以公鸡认为主人会一直给它米饭。到了第一百天,公鸡看见主人来了,以为又有米吃了,可是主人抓住了,杀了它。
公鸡通过归纳得出每天都有饭吃的结论,显然是不完整的。公鸡的智慧是有限的,不可能达到这样的认识。
在数学中,不完全归纳法常用于发现规律。但是,我之前说过,这样得出的结论,必须经过严格的证明,才能成立。
与自然数n有关的结论,往往用数学归纳法来证明。数学归纳法也叫完全归纳法,在不会混淆的情况下可以简称为归纳法。分为两部分:首先考虑最简单的情况,通常证明结论在n=1时成立。这一步叫做奠定基石。第二,考虑能否从上一步引入下一步。也就是说,如果结论在n-1成立,那么结论在n也成立,这一步叫做归纳。
如果这两部分都完成了,n = 1时结论可以成立,n = 2时结论可以成立;n = 2时结论成立,推导出n = 3时结论成立。如果我们一步一步地推下去,我们可以得出结论,它对所有自然数都成立。
数学归纳法的思想以前被使用过很多次。例如,在第三部分中,我们实际上证明了2n(n≥4)个匹配可以根据所述规则成对组合。当时的做法是从最简单的情况开始,两两组合8个匹配(n = 4)。这是基石。
然后,对于十四根火柴,我们一度将其归结为十二根火柴的问题;十二根归结为十根;十根归结为八根。这一步一步地追溯到八月,也就是从八月一日到十四日。类似地,也有可能提高到40,或者更一般地提高到2n。关键是把左起第四根火柴和第一根火柴结合起来。这样,2n个匹配的问题就变成了2(n-1)个匹配的问题。只要2(n-1)个匹配可以成对组合,那么2n个匹配就可以成对组合。这是第二部分:归纳。