作者mantour (朱子)
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标题Re: [中学] 看不懂这题数学归纳法的逻辑
时间Sun Oct 27 21:07:44 2024
※ 引述《oyasmy (oyasmy)》之铭言:
: ※ 引述《mantour (朱子)》之铭言:
: : 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
: : ---------------------
: : 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
人还是不能偷懒
自己的坑自己填
当a不等於b时
不失其一般性设a=k+1, b=k+2
t=(x_(k+1)+x_(k+2))/2
右式>=ΣΣ|x_i-t + x_j-t|;i,j=1~k+2
; 令x_i'=x_i'- t
; 此时 x'_(k+1) + x'_(k+2) = 0
=ΣΣ|x_i-t + x_j-t|;i,j=1~k+2
=ΣΣ|x'_i + x'_j|;i,j=1~k
+2Σ|x'_i + x'_(k+1)|;i=1~k ; x'_(k+1) = -x'_(k+2) 带入
+2Σ|x'_i + x'_(k+2)|;i=1~k ; x'_(k+2) = -x'_(k+1) 带入
+2|x'_(k+1)+x'_(k+2)| ; x'_(k+1) + x'_(k+2) = 0 带入
+2|x'_(k+1)| + 2|x'_(k+2)|
>=ΣΣ|x'_i - x'_j|; i,j=1~k
+2Σ|x'_i - x'_(k+1)|;i=1~k
+2Σ|x'_i - x'_(k+2)|;i=1~k
+2|x'_(k+1) - x'_(k+2)| ; by 三角不等式
=ΣΣ|x'_i - x'_j|; i,j=1~k+2
=ΣΣ|x_i-x_j|; i,j=1~k+2
: 我很闲所以把m大的方法补齐
: 右式>=ΣΣ|x_i-x_(k+1)+x_j-x_(k+2)|;i,j=1~k+2
: =化简
: =ΣΣ|x_i-x_(k+1)+x_j-x_(k+2)|;i,j=1~k
: +2Σ|x_i-x_(k+1)|;i=1~k
: +2Σ|x_j-x_(k+2)|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|;令x_i'=x_i-x_(k+1),x_j'=x_j-x_(k+2)
: =ΣΣ|x_i'+x_j'|;i,j=1~k
: +2Σ|x_i'|;i=1~k
: +2Σ|x_j'|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|
: >=ΣΣ|x_i'-x_j'|;i,j=1~k (因为n=k成立)
: +2Σ|x_i'|;i=1~k
: +2Σ|x_j'|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|
: =ΣΣ|x_i-x_j|;i,j=1~k+1
: +2Σ|x_j'|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|
: =ΣΣ|x_i-x_j|;i,j=1~k+2
: =左式
※ 引述《oyasmy (oyasmy)》之铭言:
: ※ 引述《mantour (朱子)》之铭言:
: : 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
: : ---------------------
: : 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
: 我很闲所以把m大的方法补齐
: 右式>=ΣΣ|x_i-x_(k+1)+x_j-x_(k+2)|;i,j=1~k+2
: =化简
: =ΣΣ|x_i-x_(k+1)+x_j-x_(k+2)|;i,j=1~k
: +2Σ|x_i-x_(k+1)|;i=1~k
: +2Σ|x_j-x_(k+2)|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|;令x_i'=x_i-x_(k+1),x_j'=x_j-x_(k+2)
: =ΣΣ|x_i'+x_j'|;i,j=1~k
: +2Σ|x_i'|;i=1~k
: +2Σ|x_j'|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|
: >=ΣΣ|x_i'-x_j'|;i,j=1~k (因为n=k成立)
: +2Σ|x_i'|;i=1~k
: +2Σ|x_j'|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|
: =ΣΣ|x_i-x_j|;i,j=1~k+1
: +2Σ|x_j'|;j=1~k
: +2|x_(k+1)-x_(k+2)|
: =ΣΣ|x_i-x_j|;i,j=1~k+2
: =左式
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1F:推 oyasmy : 感谢M大 证明每一步都写得很详细 10/28 11:23