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1、初 中数学竞赛精品标准教程及练习（14）经验归纳法一、内容提要1通常我们把“从特殊到一般”的推理方法、研究问题的方法叫做归纳法。通过有限的几个特例，观察其一般规律，得出结论，它是一种不完全的归纳法，也叫做经验归纳法。例如由 ( 1)2 1 ，（ 1 ）3 1 ，（ 1 ）4 1 ，归纳出 1 的奇次幂是 1，而 1 的偶次幂 是 1 。由两位数从10 到 99共 90 个（ 9 10 ），三位数从 100 到 999 共900个（9102），四位数有91039000个（9103），归纳出n 位数共有910n-1(个) 由1+3=22,1+3+5=32,1+3+5+7=42推断出从1开始的n个連
2、续奇数的和等于n2等。可以看出经验归纳法是获取新知识的重要手段，是知识攀缘前进的阶梯。2.经验归纳法是通过少数特例的试验，发现规律，猜想结论，要使规律明朗化，必须进行足夠次数的试验。由于观察产生的片面性，所猜想的结论，有可能是错误的，所以肯定或否定猜想的结论，都必须进行严格地证明。（到高中，大都是用数学归纳法证明）二、例题例1 平面内n条直线，每两条直线都相交，问最多有几个交点？解：两条直线只有一个交点， 1 2第3条直线和前两条直线都相交，增加了2个交点，得12 3 第4条直线和前3条直线都相交，增加了3个交点，得123 第5条直线和前4条直线都相交，增加了4个交点，得1234第n条直线和前
3、n1条直线都相交，增加了n1个交点由此断定n 条直线两两相交，最多有交点123n1（个），这里n2，其和可表示为1+（n+1）,即个交点。例2符号n！表示正整数从1到n的連乘积，读作n的阶乘。例如5！12345。试比较3n与（n+1）！的大小（n 是正整数）解：当n 1时，3n3,（n1）！122当n 2时，3n9，（n1）！1236当n 3时，3n27,（n1）！123424当n 4时，3n81,（n1）！12345120当n 5时，3n243,（n1）！6！720猜想其结论是：当n1，2，3时，3n（n1）！，当n3时3n（n1）！。例3求适合等式x1+x2+x3+x2003=x1x2x3
4、x2003的正整数解。分析：这2003个正整数的和正好与它们的积相等，要确定每一个正整数的值，我们采用经验归纳法从2个，3个，4个直到发现规律为止。解：x1+x2=x1x2的正整数解是x1=x2=2x1+x2+x3=x1x2x3的正整数解是x1=1,x2=2,x3=3x1+x2+x3+x4=x1x2x3x4的正整数解是x1=x2=1,x3=2,x4=4x1+x2+x3+x4+x5=x1x2x3x4x5的正整数解是x1=x2=x3=1,x4=2,x5=5x1+x2+x3+x4+x5+x6=x1x2x3x4x5x6的正整数解是x1=x2=x3=x4=1,x5=2,x6=6由此猜想结论是：适合等式x
5、1+x2+x3+x2003=x1x2x3x2003的正整数解为x1=x2=x3=x2001=1, x 2002=2，x2003=2003。三、练习141 除以3余1的正整数中，一位数有个，二位数有个，三位数有个，n位数有个。2 十进制的两位数可记作10a1a2,三位数记作100a1+10a2+a3,四位数记作，n位数记作3 由1323（12）2，132333（123）2，13233343（）2 ,13152，1323n3=( )2。4 用经验归纳法猜想下列各数的结论（是什么正整数的平方）（）2；（）2。（）2；（）25 把自然数1到100一个个地排下去：1239101199100 这是一个几位
6、数？这个数的各位上的各个数字和是多少6计算（提示把每个分数写成两个分数的差）7a是正整数，试比较aa+1和(a+1)a的大小.8. 如图把长方形的四条边涂上红色，然后把宽3等分，把长8等分，分成24个小长方形，那么这24个长方形中，两边涂色的有个，一边涂色的有个，四边都不着色的有个。本题如果改为把宽m等分,长n等分(m,n都是大于1的自然数)那么这mn个长方形中，两边涂色的有个，一边涂色的有个，四边都不着色的有个9把表面涂有红色的正方体的各棱都4等分，切成64个小正方体，那么这64个中，三面涂色的有个，两面涂色的有个，一面涂色的有个，四面都不涂色的有个。本题如果改为把长m等分,宽n等分,高p等
7、分，（m,n,p都是大于2的自然数）那么这mnp个正方体中，三面涂色的有个，两面涂色的有个，一面涂色的有个，四面都不涂色的有个。10一个西瓜按横，纵，垂直三个方向各切三刀，共分成块，其中不带皮的有块。11已知两个正整数的积等于11112222，它们分别是，。 三、练习14参考答案：1. 3，30，3102，310n-12. 10n-1a1+10n-2a2_+10an-1+an4. 333332, ，5.192位，901位（50个18，加上1）6.7. a=1,2时，aa+1(a+1)a 8. 4,14,6； 4, 2m+2n-8, (m-2)(n-2)9. 8,24,24,8；8，4（m2）（n-2）+(p-2),2（m-2）(n-2)+(m-2)(p-2)+(n-2)(p-2),(m-2)(n-2)(p-2) 10. 64,8 11. 33343精品文档
