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1、初中數學競賽輔導資料(14)經驗歸納法甲內容提要1.通常我們把“從特殊到一般”的推理方法、研究問題的方法叫做歸納法。通過有限的幾個特例,觀察其一般規(guī)律,得出結論,它是一種不完全的歸納法,也叫做經驗歸納法。例如①由(-1)2=1,(-1)3=-1,(-1)4=1,……,歸納出-1的奇次冪是-1,而-1的偶次冪是1。②由兩位數從10到99共90個(9×10),三位數從100到999共900個(9×102),四位數有9×103=9000個(9×103),…………歸納出n位數共有9×10n-1(個)③由1
2、+3=22,1+3+5=32,1+3+5+7=42……推斷出從1開始的n個連續(xù)奇數的和等于n2等。可以看出經驗歸納法是獲取新知識的重要手段,是知識攀緣前進的階梯。2.經驗歸納法是通過少數特例的試驗,發(fā)現規(guī)律,猜想結論,要使規(guī)律明朗化,必須進行足夠次數的試驗。由于觀察產生的片面性,所猜想的結論,有可能是錯誤的,所以肯定或否定猜想的結論,都必須進行嚴格地證明。(到高中,大都是用數學歸納法證明)乙例題例1平面內n條直線,每兩條直線都相交,問最多有幾個交點?解:兩條直線只有一個交點,12第3條直線和前兩條
3、直線都相交,增加了2個交點,得1+23第4條直線和前3條直線都相交,增加了3個交點,得1+2+3第5條直線和前4條直線都相交,增加了4個交點,得1+2+3+4………第n條直線和前n-1條直線都相交,增加了n-1個交點由此斷定n條直線兩兩相交,最多有交點1+2+3+……n-1(個),這里n≥2,其和可表示為[1+(n+1)]×,即個交點。例2.符號n!表示正整數從1到n的連乘積,讀作n的階乘。例如5?。?×2×3×4×5。試比較3n與(n+1)!的大?。╪是正整數)解:當n=1時,3n=3,(n+1
4、)?。?×2=2當n=2時,3n=9,(n+1)?。?×2×3=6當n=3時,3n=27,(n+1)?。?×2×3×4=24當n=4時,3n=81,(n+1)?。?×2×3×4×5=120當n=5時,3n=243,(n+1)?。??。?20……猜想其結論是:當n=1,2,3時,3n>(n+1)!,當n>3時3n<(n+1)!。例3求適合等式x1+x2+x3+…+x2003=x1x2x3…x2003的正整數解。分析:這2003個正整數的和正好與它們的積相等,要確定每一個正整數的值,我們采用經驗歸納法
5、從2個,3個,4個……直到發(fā)現規(guī)律為止。解:x1+x2=x1x2的正整數解是x1=x2=2x1+x2+x3=x1x2x3的正整數解是x1=1,x2=2,x3=3x1+x2+x3+x4=x1x2x3x4的正整數解是x1=x2=1,x3=2,x4=4x1+x2+x3+x4+x5=x1x2x3x4x5的正整數解是x1=x2=x3=1,x4=2,x5=5x1+x2+x3+x4+x5+x6=x1x2x3x4x5x6的正整數解是x1=x2=x3=x4=1,x5=2,x6=6…………由此猜想結論是:適合等式x1
6、+x2+x3+…+x2003=x1x2x3…x2003的正整數解為x1=x2=x3=……=x2001=1,x2002=2,x2003=2003。丙練習141.除以3余1的正整數中,一位數有__個,二位數有__個,三位數有__個,n位數有____個。2.十進制的兩位數可記作10a1+a2,三位數記作100a1+10a2+a3,四位數記作____,n位數___記作______3.由13+23=(1+2)2,13+23+33=(1+2+3)2,13+23+33+43=(___)2,13+______=1
7、52,13+23+…+n3=()2。4.用經驗歸納法猜想下列各數的結論(是什么正整數的平方)①=(___)2;;-=(__)2。②=(____)2;=(___)21.把自然數1到100一個個地排下去:123……91011……99100①這是一個幾位數?②這個數的各位上的各個數字和是多少6.計算+++…+=(提示把每個分數寫成兩個分數的差)7.a是正整數,試比較aa+1和(a+1)a的大小.8..如圖把長方形的四條邊涂上紅色,然后把寬3等分,把長8等分,分成24個小長方形,那么這24個長方形中,兩邊
8、涂色的有__個,一邊涂色的有__個,四邊都不著色的有__個。本題如果改為把寬m等分,長n等分(m,n都是大于1的自然數)那么這mn個長方形中,兩邊涂色的有__個,一邊涂色的有__個,四邊都不著色的有__個9.把表面涂有紅色的正方體的各棱都4等分,切成64個小正方體,那么這64個中,三面涂色的有__個,兩面涂色的有___個,一面涂色的有___個,四面都不涂色的有____個。本題如果改為把長m等分,寬n等分,高p等分,(m,n,p都是大于2的自然數)那么這mnp個正方體中,三面涂色的有