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数学归纳法的应用及宇宙的语言

时间:2023-07-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:归纳法与数学归纳法分属于不同的方法论范畴,但二者之间存在密切的联系,常常一起使用.2.3.1归纳法归纳法是从特殊的、具体的认识推进到一般的认识的一种思维方法.归纳法是实验科学最基本的方法,本质上属于逻辑学的范畴.近代科学中最早使用归纳法的始祖是英国思想家、哲学家培根(F.Bacon,1561—1626),他在1620年出版的《新工具》、1623年出版的《论科学的价值和发展》两本著作中,提倡归纳法

数学归纳法的应用及宇宙的语言

归纳法与数学归纳法分属于不同的方法论范畴,但二者之间存在密切的联系,常常一起使用.

2.3.1 归纳法

归纳法是从特殊的、具体的认识推进到一般的认识的一种思维方法.归纳法是实验科学最基本的方法,本质上属于逻辑学的范畴.

近代科学中最早使用归纳法的始祖是英国思想家、哲学家培根(F.Bacon,1561—1626),他在1620年出版的《新工具》、1623年出版的《论科学的价值和发展》两本著作中,提倡归纳法和实验科学.

归纳法包括完全归纳法和不完全归纳法,不完全归纳法的特点决定了它在数学研究上常用于猜测和推断.

例1 费马数

1732年,瑞士数学家欧拉(L.Euler,1707—1783)分解出F5=641×6 700 417,这说明F5不是素数,从而费马的猜想是错的.此后,人们对更多的费马数进行了研究,又陆续找到了200多个反例,却还没有找到第6个正面的例子.

例2 哥德巴赫猜想

德国数学家哥德巴赫(C.Goldbach,1690—1764)1742年给瑞士大数学家欧拉的信中提出以下猜想(哥德巴赫猜想):任一大于2的整数都可写成三个素数之和(注:当时人们认为1也是素数).欧拉在回信中提出另一版本,即任一大偶数都可写成两个素数之和.现在人们常见的哥德巴赫猜想陈述为欧拉的版本,把命题“任一充分大的偶数都可以表示成为一个素数因子个数不超过a个的数与另一个素数因子不超过b个的数之和”记作“a+b”,哥德巴赫猜想也就因此被人们称为“1+1”.1966年,我国数学家陈景润(1933—1996)证明了“1+2”成立,即“任一充分大的偶数都可以表示为1个素数及一个不超过2个素数的乘积之和”.1973年,他在《中国科学》上发表论文给出了详细的证明方法,在国际数学界引起轰动,陈景润得到的结论被命名为“陈氏定理”.至今,哥德巴赫由归纳法给出的猜想仍没有得到完全的解决.(www.xing528.com)

2.3.2 数学归纳法

数学归纳法是一种只在数学中使用的完全归纳法.它主要用来研究与正整数n有关的数学命题,在高中数学中常用来证明等式、不等式或数列通项公式等.

数学归纳法的内容是:假设p(n)是一个含有正整数n的命题,如果

(1)p(n)当n=1时成立(归纳起点);

(2)若在p(k)成立的假定下,则p(k+1)也成立(归纳推断).那么命题p(n)对任意正整数n都成立.

数学归纳法利用有限递推的方法论证涉及无限的命题,成为沟通有限和无限的桥梁,得到了数学家的重用.

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