1数学归纳法数学归纳法及其及其应用举例应用举例((55))例题选讲分析:画出n=2,3,4,5时的图形示意图,观察交点的变化规律
例6平面内有n(n>1)条直线,其中任何两条不平行,任何三条不过同一点,证明交点的个数f(n)等于n(n-1)/2
n图形图形n交点个数交点个数2345f(2)=1f(3)=3=1+2=f(2)+2f(4)=6=3+3=f(3)+3f(5)=10=6+4=f(4)+4从k条到k+1条交点增加了k点,应证f(k+1)=f(k)+k几何问题几何问题例题选讲几何问题几何问题例6平面内有n(n>1)条直线,其中任何两条不平行,任何三条不过同一点,证明交点的个数f(n)等于n(n-1)/2
证明:(1)当n=2时两条直线的交点只有一个,又f(2)=2(2-1)/2=1,因此当n=2时,命题成立
(2)假设n=k(k>1)时命题成立,就是说,平面内满足题设的任何k条直线的交点的个数f(k)=k(k-1)/2
现在来考虑平面内有k+1条直线的情况,任取其中的一条直线,记为L,由题设,L和其它k条直线必有k个不同交点,又根据假设,其它k条直线的交点的个数f(k)等于k(k-1)/2,根据题设,这k(k-1)/2个和这k个点是不同的交点,从而平面内满足题设的k+1条直线的交点的个数是K(k-1)/2+k=k[(k-1)+2]/2=(k+1)[(k+1)-1]/2
这就是说,当n=k+1时,k+1条直线的交点的个数F(k+1)=(k+1)[(k+1)-1]/2
根据(1)(2),可知命题对任何大于1的正整数都成立
变形1、平面内有n(n≥2)条直线,任何两条都不平行,任何三条都不过同一点,线段的条为,射线的条数为,求、的表达式nbncnbncnfccbnnfn4,2变形2、平面内有n(n≥2)条直线,任何