Re: [中學] 用不用數學歸納法?
※ 引述《ma4wanderer (師大之狼)》之銘言:
: 有時候數學歸納法會很好用
: 但有時候卻覺得有點多餘?
: 印象最深的例子是
: 若 n*n 方陣A=P'BP P'是P的反矩陣
: 試證任意正整數n A^n=P'(B^n)P
: ( n個 )
: 高中的時候總有人會寫(P'BP)(P'BP)...(P'BP)=消...=P'(B^n)P
: 然後老師就會嗆白癡給你1分叫你滾蛋別讓我在地表上看到你
: 我認為數學歸納法的時機應該是在給定某些公式的時候,
: 讓我們不必再回頭從無到有生出公式來,同時驗證這個公式,
: 有時候也會是一個「比較好」的證明、「較容易驗證給別人看」的方式。
: 例如:
: sum i(from 1 to n)=(n+1)(n)/2
: n*n方陣A B,detAdetB=detAB
: 每次看到高中老師總是堅持用數學歸納法證明最上面那題,總覺得有那麼點奇怪。
: 更不用說有些題目也會限制在正整數,可是數學歸納法沒啥幫助的題目
: 例如log_n[n+1] > log_(n+1)[n+2]
: 回到最上面
: 題目說好了for all n in N,做法是take arbitrary n in N來證明為什麼不行?
: 害我一直想不透失眠了好幾年,每天半夜在學校鬼混被當成變態;(
從根本上來講 數學歸納法是建構在遞迴式定義上的
要證明某遞迴定義滿足某條件 就必須用歸納法才算符合數學的嚴密性
莫說你舉的例子 你如果去翻數學基礎(集合論)的書
會發現竟然連自然數加法交換率 m+n=n+m 都要用數學歸納法來證!!
這又是為何呢
那是因為"加"這個函數 是用(+1)這個函數遞迴定義而成的
也就是說定義 m+0=m, m+(n+1)=(m+n)+1
以上兩個關係式即定義了"加"這個函數
當要證明"加"滿足交換率 就得證明你當初定義"加"用的兩個關係式滿足交換率
亦即證明m+0=0+m, m+(n+1)=(n+1)+m
這就是數學歸納法了
矩陣的次方 也是由遞迴關係式定義的 (A^0=I, A^(n+1)=A^n*A)
在數學上A^n=AA...A只是書寫方便而已 並非真正嚴格的表示
所以說 要證明對於所有n A^n如何如何 就必須回到原本的定義來證明
這是歸納法為何必要的原因
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◆ From: 205.175.97.136
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