dianyancao 发表于 2014-8-7 21:42:31

如何向小学生介绍,几个数相加,按任意顺序相加结果一样

\
如何简洁的证明上式?
可使用
加法交换律:\(a+b=b+a\)
加法结合律:\((a+b)+c=a+(b+c)=a+b+c\)
数学归纳法

282842712474 发表于 2014-8-7 23:38:13

小学生先是学会了两个数相加的计算法则,然后检验一些例子,说明这些例子跟相加顺序无关,然后就视为铁律了。
小学本来就是观察归纳总结的。

顺便说,证明上式不会简洁吧,就算我们去证明,也要用数学归纳法写写呀。

dianyancao 发表于 2014-8-7 23:54:14

是啊,有点繁琐,好像还要对计算表达式进行语法分析
不过简洁的证明应该是有的,当这些\(a_k\)都是实数时,可以将部分常量结合起来计算

282842712474 发表于 2014-8-8 01:11:49

dianyancao 发表于 2014-8-7 23:54
是啊,有点繁琐,好像还要对计算表达式进行语法分析
不过简洁的证明应该是有的,当这些\(a_k\)都是实数时 ...

不是,就是简单地,这些都是实数,证明也不简单。

也就是说,你要证明n个实数,打乱顺序后和不变。由交换率和结合律得知n=2、n=3时成立,要证明n=k时成立,看起来简单,严格写出来,要用到数学归纳法。这跟$a_i$是不是实数无关,复杂度都是一样的呀。

假设n在不大于k的时候成立,那么到了n=k+1,就可以把k+1个元素的和在$a_{k+1}$那里截断,成为三个和($a_{k+1}$前面的部分和+$a_{k+1}$+$a_{k+1}$后面的部分和)。这样子就可以利用结合律和交换律,先加前后两部分了。

我在想的是,这么基本的问题都要证明,那么我们是不是得先证明“数学归纳法”这一证明方法本身的正确性?

dianyancao 发表于 2014-8-8 01:58:11

嗯,可以不用数学归纳法吗?
只需证明上式相邻对换得到的和相同,因为用相邻对换能生成所有的排列
问题就仅限于上述一个式子了,按加法的计算顺序加括号后应该能把\(a_i+a_j\)结合为一个整体,然后可使用加法交换律,再去括号后就证明这个式子了
有没有更简单的方法啊?

dianyancao 发表于 2014-8-8 02:05:00

加括号也很麻烦呢..
\[
\begin{align*}
&a_1+a_2+\cdots+a_i+a_j+\cdots+a_n \\
&=(a_1+a_2+\cdots+a_i+a_j)+\cdots+a_n \\
&=((a_1+a_2+\cdots)+a_i+a_j)+\cdots+a_n \\
&=((a_1+a_2+\cdots)+(a_i+a_j))+\cdots+a_n \\
&=((a_1+a_2+\cdots)+(a_j+a_i))+\cdots+a_n \\
&=a_1+a_2+\cdots+a_j+a_i+\cdots+a_n \\
\end{align*}
\]

cn8888 发表于 2014-8-8 12:34:43

向小学生介绍其实很简单,
你昨天早上吃了三个苹果,下午吃了四个苹果,那么一共吃了七个苹果
如果今天早上吃四个苹果,下午吃了三个苹果,那么一共吃几个苹果呢?
你可以跟小学生说朝三暮四的故事,用不着谈什么证明,因为他们真的还
很幼稚!

kastin 发表于 2014-8-28 14:21:52

只要让他们明白:任意一个乱序排列总能通过有限步的相邻元素交换操作(”逐步调序“)变为有序的。
当然,上述思想比较抽象,小学生估计很难接受。一般来说,小学不要求证明,所以举个例子演示,然后归纳一下,得出结论就行。

TSC999 发表于 2015-10-26 12:00:11

嗯,要是无限个数相加,结合率就可能出毛病了。
页: [1]
查看完整版本: 如何向小学生介绍,几个数相加,按任意顺序相加结果一样