數學歸納法為啥有點語言矛盾呢?蘇劍林2021-05-02 19:02:20

數學歸納法事實上是三步:

第一步:證明n=1成立;

第二步:假設n=k成立,證明n=k+1也成立;

第三步:綜上所述,結論對於n=1,2,3,。。。均成立。

你非要這樣糾結語言,你可以認為前兩步是獨立的,毫無關係的,第三步才是把前兩步整合的。

數學歸納法為啥有點語言矛盾呢?匿名使用者2021-05-04 06:23:06

數學歸納法傳統的表述方式的確有一些誤導性。

對於任意的

n\in \mathbb N

,我們設

P(n)

是一個取決於

n

的命題。

數學歸納法指出下述命題為真。

\left( P(0) \wedge  ~ \left( \forall n \in \mathbb N~ (P(n) \Rightarrow P(n+1) )~\right) ~ \right)

\Rightarrow \left(\forall n \in \mathbb N ~P(n)\right)

使用數學歸納法的步驟則是驗證如下兩點:

 P(0)

為真

此時要驗證n=0 時的

P(n)

, 也即

 P(0)

, 為真。

\forall n \in \mathbb N \left(P(n) \Rightarrow P(n+1) \right)

為真

驗證方法是:

任取一個

n\in \mathbb N

(並將n固定下來)

接著驗證

\left(P(n) \Rightarrow P(n+1) \right)

而要驗證這個命題,所要做的是 首先假設前提條件

P(n)

,接著以此為基礎證明

P(n+1)

驗證完之後,我們就知道了

\forall n \in \mathbb N \left(P(n) \Rightarrow P(n+1) \right)

當我們完成了以上步驟,也即證明了

\left( P(0)  \wedge  ~ \left( \forall n \in \mathbb N~ (P(n) \Rightarrow P(n+1) )~\right) ~ \right)

後, 就可以根據數學歸納法知道

\left(\forall n \in \mathbb N ~P(n)\right)

為真。

數學歸納法為啥有點語言矛盾呢?L'Analyse2021-05-20 18:44:39

這裡其實不存在矛盾。

這一步其實是要證明“若命題p(n)成立,則p(n+1)成立”,而不是我們要證明的“對任意n,p(n)成立”。

“假設p(n)成立”也不是說“假設對任意n,都有p(n)成立”,而是隻假設了對某個“暫固定的”n,p(n)成立。 在證明的時候,除了“p(n)成立”以及其餘已知條件以外,不能再使用其它的條件比如“p(n+2)成立”或者“p(n²)成立”等等。

數學歸納法為啥有點語言矛盾呢?MAN2021-05-21 08:59:20

第二步你沒有說全,重點不在於假設n成立,而在於「假設n成立,可以證明出n+1也成立」。再結合第一步,n=1成立,則對所有的n都成立。所以並沒有矛盾。

數學歸納法為啥有點語言矛盾呢?sfmmdm2021-05-22 22:25:51

實際上數學歸納法的這種表示有點讓人誤解,數學歸納法並沒有“假設”什麼東西,它證明的應該是,對於所有

n\in \mathbb{N}

,都有

P(n) \Rightarrow P(n+1)

我覺得可以這樣理解,數學歸納法不是假設某個命題為真,只是證明某兩個謂詞之間的關係。

所以與把它理解為“假設 n=k 時為真,證明 n=k+1 為真”相比,我認為更準確的表述應該是“當 n=k 時命題為真的話,n=k+1 時命題也為真”。這裡並沒有假設命題是否為真,只是把“命題為真”作為一個條件而已。