加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

数学归纳法及其小例子

(2013-07-09 20:06:45)
分类: 离散数学
数学归纳法为何会如此的神奇、正确?一种什么样的东西在保证着它的正确性?
下面,就来粗浅地说一下其正确性的保障是什么。
数学归纳法,从base条件开始递推,得出base+1正确,而后又可得出base+2正确……如此递推下去(满足循环不变式),可至n的情况。表面看上去就是正确的。可是,没有数学公理化的证明,不能空口说白话吧!如同哥德巴赫猜想,人们已经在大范围内穷举过了,无一反例,但谁能保证它的必定正确性?因而才需要证明。

好了,现在开始证明了。用什么方法呢?每当我想不出来用什么方法证明的时候,我都会用反证法。
肯定是不能够假设base条件错误的,那就假设当n=k时,数学归纳法无法保证正确性。但这个条件是由n=k-1递推至的,即意味着n=k-1也无法保证。。。最终这个集合由1-------n构成,但是base条件是正确的,因而可以推至base+1的正确。这里出现了矛盾,与题意不相符,故假设错误。
从而得出数学归纳法的正确性。


1.用数学归纳法证明:k=2^n的正方形挖去了一个单位正方形时,可用一L型构件来填充。
proof:
当n等于1时,k=2, 则http://s6/mw690/62e4e31a4e0f477e270d5&690显然可以被一个L型构件填充。

当n=m时,假设有k=2^m的正方形可以被L型构件填充。
当n=m+1时,正方形k=2^(m+1),则现在这个正方形面积为2^(m+1) * 2^(m+1) = 4 * 2^m * 2^m,显然可以看成4个边长为2^m的正方形的组合。同时又有挖去的单位正方形只能存在于这4个正方形中,由数学归纳法可以得到,当k=2^m时可以被L型构件填充。因而得证。


2.用数学归纳法证明:n为大于12且不被3整除的偶数, 当挖去一个单位正方形时,仍可用一L型构件来填充完。
proof:
满足n大于12且不被3整除的数的性质为n=6k+2或6k+4。
当n=14时,
http://s8/bmiddle/62e4e31a4e0ef89531f57&690
,如图所示,可以用L型构件来填充。
当n=16=2^4时,前例(1)已经证明。

当n=m时,m为大于12且不被3整除的偶数。假设这个正方形也可以被L型构件填充。
若n=m=6k+2列,则
当n=m+6时,n*n = m^2+2*6*m+6^2。
将这个正方形分成4部分,分别为m*m, 6*m, m*6, 6*6。因为在假设中已经在m*m中挖去1单位正方形后可用L型构件来填充,故可增加边框(即6*m, m*6, 6*6)来构造正方形。此时,正方形挖去1单位正方形后仍可用L型构件来填充 成立。

若n=m=6k+4列,则
当n=m+6时,n*n = m^2+2*6*m+6^2。同上。

综上,以边长为n(n大于12且不被3整除的偶数)的正方形的挖去1单位正方形后仍可被L型构件填充 成立。


0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有