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数学归纳法正确吗?

数学归纳法是常用的一种证明方法,但是这个方法本身正确吗?

最一般的数学归纳法步骤:

1) 证明S(0)是正确的;
2) 如果S(n)正确的,证明出S(n+1)是正确的;
我们就说,对任意n≥0,S(n)都成立。

下面给出两种给出不是“证明”的“证明”。
首先,强调一下,在数学归纳法中,我们仅仅计算了上述的1和2两个方面,也就是说,只有1,2是正确的。

1) 归纳步骤的迭代:需要证明的是:对于任意非负整数a,S(a)都是正确的。第一种情况,a=0,那么根据归纳法的第一步可知是S(a)正确的。第二种情况,a>0,我们知道S(n)正确意味着S(n+1)正确,由S(0)得到S(1),由S(1)得到S(2),以此类推,不管a的值是多少,我们最终都能够推得S(a)是正确的。
2) 反证法:假设对于某些n而言,S(n)不正确。假设a是满足前面所述条件中最小的n值。第一种情况,a=0,即S(0)不正确,这显然和归纳法的第一步证明矛盾。第二种情况,a>0,即S(a)不正确,但是S(a-1)正确。但是归纳法第二步明明证明了S(a-1)正确那么S(a)也正确,所以也矛盾了。所以说,假设不成立,即对于任意n≥0,S(n)都成立。

其实,证明过程中,也用到了归纳法,本质地说,是自己证明了自己,那就是压根没证明。
从数学角度来说,归纳法必须是不证自明的,是公理(在皮亚诺公理中有描述)。
上述的两种证明仅仅是一种直观的认知罢了。