三部曲: 归纳 -> 猜想 -> 证明
一般地,证明一个与正整数n有关的命题,可按下列步骤进行:
(1)归纳奠基:证明当n取第一个值n0(n0∈N∗)时命题成立;
(2)归纳递推:假设当n=k(k≥n0,k∈N∗)时命题成立,推出当n=k+1时命题也成立。
只要完成这两个步骤,就可以断定命题对从n0开始的所有正整数n都成立.上述证明方法叫做数学归纳法。
注意事项:
1.凡是与自然数有关的命题,或探索性问题都可以使用数学归纳法来证明。
2.两个步骤缺一不可,第一步是归纳奠基,第二步是归纳递推。 第一步的初值不一定是n0=1,还有可能是n0=2或n0=3,比如涉及到多边形的问题时,其初值往往为n0=3。
3.第二步在证明n=k+1时命题成立的时候,必须使用n=k时的归纳假设,否则绕过归纳假设得出的结论就是不可靠的,是错误的。
4.数学归纳法的难点其一,就是从n=k到n=k+1时的项数的变化情况,大多情况下,增加项数为1项,但不是所有题目都增加的项数为1项,当k在指数位置时,增加的项数往往不止一项。
5.在证明n=k+1(k∈N∗,k≥n0)时命题成立的常用技巧:
①分析n=k+1时命题与n=k时命题形式的差别,确定证明目标。
②证明恒等式时常用乘法公式、因式分解、添拆项配方、通分等等变形技巧,证明不等式时常用分析法、综合法、放缩法、做差法等。
③可能用到公式:(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3,a3+b3=(a+b)(a2−ab+b2)
ex2:

ex3:

布尔不等式(Boole’s inequality)也叫(union bound),即并集的上界,描述的是至少一个事件发生的概率(P(⋃iAi)P(⋃iAi)\mathbb{P}\left(\bigcup_i A_i\right))不大于单独事件(事件之间未必独立)发生的概率之和(∑iP(Ai)∑iP(Ai)\sum_i\mathbb P(A_i))。
P(⋃iAi)≤∑iP(Ai)P(⋃...
一般地,证明一个与正整数\(n\)有关的命题,可按下列步骤进行:
(1)归纳奠基:证明当\(n\)取第一个值\(n_0 (n_0∈N^*)\)时命题成立;
(2)归纳递推:假设当\(n=k(k≥n_0,k∈N^*)\)时命题成立,推出当\(n=k+1\)时命题也成立。
只要完成这两个步骤,就可以断定命题对从\(n_0\)开始的所有正整数\(n\)都成立.上述证明方法叫做数学归纳法。
二、...
1,证明P(0)正确。
2,假设P(k)正确,证明P(k+1)正确。
正如《程序员的数学》(结城浩 著)一书里作者写道:在学校学习数学归纳法之初,我不是很理解这个结构。
虽说等式的计算并没有那么难,但我不认为数学归纳法是有效的证明方法。当初我搞不明白的是步骤2。在步骤2中,
是要假设P(k)成立,推导出P(k+1)。我当是却想:‘P(k)不是现在要证明的式子吗?如果这样就谈不上证明了吧。‘
数学归纳法(mathematical induction)是一种数学证明方法,常用于证明命题(命题是对某个现象的描述)在自然数范围内成立。随着现代数学的发展,自然数范围内的证明实际上构成了许多其他领域(比如数学分析)的基础,所以数学归纳法对于整个数学体系至关重要。数学归纳法本身非常简单。如果我们想要证明某个命题对于自然数n都成立,那么:
第一步 证明命题对于n = 1成立。
第二步 假设命
什么是数学归纳法
对于某些使用迭代法或者递归的代码,验证的时候可以避免一步步的计算,直接从理论上证明某个结论,节约大量的计算资源和时间,这就是数学归纳法。
数学归纳法的步骤
证明基本情况(通常是 n = 1 的时候)是否成立
假设n = k - 1 成立,再证明 n = k 也是成立的(k 为任意大于1的自然数)
数学归纳和递归的关系
递归调用的代码和数学归纳法的逻辑是一致的,只...
最简单和常见的数学归纳法是证明当n等于任意一个自然数时某命题成立。证明分下面两步:
证明当 n= 1 时命题成立。
假设 n=m 时命题成立,那么可以推导出在 n=m+1 时命题也成立。(m代表任意自然数)
设 G=(V, E) 为一个有向图或无向图,假定 BFS 以给定结点 s∈Vs\in V 作为源节点在图 G 上运行。则在 BFS 终结时,对于每个结点 v∈Vv\in V,BFS 计