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[原创]关于数学归纳法的答疑

(2016-10-02 08:42:56)
分类: 教学
(@史嘉 
      数学归纳法,可简单概括成:一验证,二假设,三传递,四综合。该法一句顶千万句,甚是厉害。但有学生提出质疑:第二步毕竟是假设呀,虽然验证了n的起始值,但验证和假设之间总感觉有点脱节,心里不踏实。真的证明了吗?是啊,该法的核心是第三步的性质传递,而此恰恰是建立在假设之上的推演,其他都是例行公事。如何解释让有上述担心的学生信服?谢谢!)

关于“数学归纳法”的浅见
大罕

      数学归纳法的基本步骤:第一步,验证n取第一个可取值(n=n0)时命题成立;第二步,证明:若n取前一个值(n=k,k≥n0)命题成立时,则n取后一个值(n=k 1)时命题也成立。
      简单地说,一验证,二证明传递性。概括成“一验证,二假设,三传递,四综合”是不够精炼的。
      “虽然验证了n的起始值,但验证和假设之间总感觉有点脱节,心里不踏实。”这个“不踏实”,源自教师没有分析透彻。
      虽然我们只是“假设”,但是,我们要注意到:
      其一,假设的基础是牢实的,即n=n0时命题成立已得以验证。再具体说,假设n=k=n0成立,不是已经验证了吗?这好比“多米诺骨牌”的第一张牌倒下了。这一点说明:可以假设。
      其二,我们现在的目标不是逐一验证n取以后的每一个值命题成立(实际上是做不到的),而是证明对于自然数n,命题成立具有传递性。这好比“多米诺骨牌”的前一张牌倒下了,后一张牌必倒。这一点说明:必须假设。
既然必须假设,又可以假设,那么这个“假设”就不会心存疑虑了。
      “自然数的序数理论”,皮亚诺公理,这是数学家们“吃了饭没事干”(玩笑话)为追求数学严密性而创立的一套数学理论。其实这些对于厘清学生的困惑是没有作用的。相反还会把问题复杂化,从而引入歧途。当然,作为教师,了解一下这些是有好处的。@changjiang3000 (江春莲)提出可参考自然数序数理论,就是基于这一点而说的。
      教学之妙,存乎一心。作为教师,我们要勤于思考,不断锤炼,要把数学问题讲得透彻明白,且深入浅出。
                                      2015.12.11.

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