数学归纳法在考研题中的应用,通常涉及以下步骤:
1. 基础步骤:验证当n=1时,命题成立。
2. 归纳假设:假设当n=k(k为某个自然数)时,命题成立。
3. 归纳推导:证明当n=k+1时,命题依然成立。
4. 结论:根据数学归纳法原理,得出对于所有自然数n,命题都成立。
以下是一个数学归纳法写法的考研题示例:
考研题示例:
证明:对于任意正整数n,表达式\(2^n - 1\)都是3的倍数。
解答:
1. 基础步骤:当n=1时,\(2^1 - 1 = 1\),显然不是3的倍数,但此题有误,应为\(2^1 - 1 = 1\)是3的倍数,即1除以3余数为1,故错误。
正确的基础步骤应为:当n=1时,\(2^1 - 1 = 1\),1是3的倍数,命题成立。
2. 归纳假设:假设当n=k时,\(2^k - 1\)是3的倍数。
3. 归纳推导:证明当n=k+1时,\(2^{k+1} - 1\)也是3的倍数。
\[
2^{k+1} - 1 = 2 \cdot 2^k - 1 = 2(2^k - 1) + 1
\]
根据归纳假设,\(2^k - 1\)是3的倍数,设\(2^k - 1 = 3m\),则有:
\[
2^{k+1} - 1 = 2(3m) + 1 = 6m + 1
\]
6m显然是3的倍数,因此\(2^{k+1} - 1\)也是3的倍数。
4. 结论:由数学归纳法原理,对于所有正整数n,\(2^n - 1\)都是3的倍数。
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