作者mantour (朱子)
看板Math
标题Re: [中学] 看不懂这题数学归纳法的逻辑
时间Wed Oct 23 23:49:33 2024
※ 引述《oyasmy (oyasmy)》之铭言:
: https://web.evanchen.cc/exams/IMO-2021-notes.pdf
: 这个pdf的第4页的问题
: 一般的数学归纳法应该是
: 已知n=1成立
: 假设n=k成立 若能证明n=k+1成立
: 就得证
: 可是这题的证法是
: 已知n=1,n=2成立
: 证明n-1的case成立
: 证明n-2的case成立
: 所以得证
: 我的问题有二点
: 1.为什麽需要已知n=2成立?
: (而且n = 2 being easy to verify by hand.....?)
: 2.我猜它的逻辑是 因为n-1是n-2的特例
: 所以在n-2成立的前题下 n-1必成立 所以得证
: (但是这样子的话就没有必要特别去证n-1成立)
: 请问这题的证明逻辑是什麽呢?
仔细看一下, 他的论证逻辑可以改写成以下型式
(1) 容易验证n=1和n=2成立
(2) 若n=k和n=k+1都成立, 则n=k+2也成立
(3) 根据数学归纳法得证
怎麽证明(2)呢
就是利用中间的lemma
当 n=k+2时
对任意x_1~x_(k+2)
存在 a,b 属於 {1~k+2}
使得t=-(x_a+x_b)/2时
ΣΣ|x_i+x_j+ 2t| 有最小值
此时
右式 = ΣΣ|x_i+x_j+ 2*0| , i,j=1~k+2
>= ΣΣ|x_i-x_a + x_j-x_b|
若 a=b, 不失其一般性设a=b=k+2
右式 >= ΣΣ|x_i-x_(k+2) + x_j-x_(k+2)| , i,j = 1~k+2
= ΣΣ|x_i-x_(k+2) + x_j-x_(k+2)| , i,j = 1~k+1
+ Σ|x_i-x_(k+2) + x_(k+2)-x_(k+2)| , i=1~k+2
+ Σ|x_(k+2)-x_(k+2) + x_j - x_(k+2)|, j=1~k+1
= ΣΣ|x_i-x_(k+2) + x_j-x_(k+2)|, i,j=1~k+1
+ Σ|x_i-x_(k+2)| , i=1~k+1
+ Σ|x_j-x_(k+2)| , j=1~k+1
= ΣΣ|x'_i+x'_j| + 2*Σ|x'_i| , i,j=1~k+1 (x'_i=x_i-x_(k+2))
>= ΣΣ|x'_i-x'_j| + 2*Σ|x'_i| , i,j=1~k+1 (因为n=k+1成立)
= ΣΣ|x_i- x_j| , i,j = 1~k+2
= 左式
所以n=k+2时也成立
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若a不等於b, 不失其一般性设a=k+1, b=k+2
後面有点懒得写总之应该是平移让 x'_(k+1) + x'_(k+2) = 0
右式变成前k项两两相加的绝对值 + |其他+x'_(k+1)|+ |其他+x'_(k+2)|
带入 n=k项的不等式, 再平移还原回左式
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※ 编辑: mantour (223.137.11.15 台湾), 10/24/2024 00:09:58
1F:→ mantour : 这边的归纳应该是L大说的强归纳(用到前两项),用 10/24 02:22
2F:→ mantour : 词不够精准先致歉 10/24 02:22