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【求解】这个数学归纳法的用法错在哪里呢?

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一个错误的例子:
首先给出一个定义:如果 a=b ,令 max(a,b)=a=b。
要证明的命题:
A_n:如果 a,b 是使 max(a,b)=n 的任意两个正整数,则 a=b
证明:
1、假设 A_r 成立;
2、设 a,b 是任意两个使得 max(a,b)=r+1 的正整数,考虑两个整数 α=a-1、β=b-1,则 max(α,β)=r
3、由 1 得 α=β,即 a=b, 即 A_r+1 成立
4、A_1 显然成立,因为如果 max(a,b)=1,则由于 a,b 假设是正整数,所以都必须等于1
5、因此按数学归纳法,A_n 对任意的 n 成立
证毕
于是得到了“任意两个正整数相等”的荒谬结论
疑问:这个证明问题出在哪里呢?
是第 4 步还缺少 A_2 的证明吗?但在别的例子里有类似的情况,得出的是正确的结果。
书上提示:
条件 a) :A_1 成立
条件 b): A_r 成立时能推出 A_r+1 成立,
这两个条件没有被真正满足


IP属地:广西1楼2022-09-20 17:10回复
    给你写另一个例子,作为提示:
    设定义在正整数上的函数f(n)=:1,n=1;n+1,n≥2。命题:任意n,有n=f(n)成立。
    证明:n=1显然成立。假设n=k(k≥2)时命题成立,即k=f(k)=k+1。欲证n=k+1时命题成立,即证k+1=f(k+1),即证k+1=k+2,在假设成立式中两侧同时+1即得,有数学归纳法,命题得证。
    这显然是荒谬的,错误的原因和楼主所述如出一辙。


    IP属地:北京来自Android客户端3楼2022-09-20 18:08
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      推导“令α=a-1,β=b-1”中α,β不一定是正整数(因为a,b是正整数),也就是A1推A2时出了岔子,所以结论错误


      IP属地:湖南4楼2022-09-20 18:15
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        A_2有问题


        IP属地:江西来自Android客户端5楼2022-09-20 19:43
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          2里限定alpha=a-1,beta=b-1了。a和b不再是任意正整数了。或者换一个角度,对于任意的a,b,alpha=a-1,beta=b-1 ,若max(a,b)=r+1成立,如何断定max(alpha,beta)=r成立?


          IP属地:四川来自iPhone客户端6楼2022-09-20 20:14
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            既然觉得有问题,就自己带入试一下啊。n为1成立,那n为2呢,只要知道1到2怎么出错的,那自然就知道n到n+1怎么出错的了,数学最忌讳的就是不加思考了。总是沉迷于抽象的式子无法自拔,只要化抽象为具体自然而然就看出里面的猫腻了


            IP属地:北京来自Android客户端7楼2022-09-20 20:30
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              我猜你是在《什么是数学》这本书里看的


              IP属地:北京来自Android客户端8楼2022-09-20 23:04
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                这题用很绕的语言叙述推理过程,让人不经意间忽略前提条件,完成了很巧妙的叙诡。
                A_1成立需要认为α,β为正整数,注意这一点。过程2是真命题,对于r>=1都成立。但是注意,这里偷偷把α,β改为了整数范围。然后进行到过程3,由1得α=β,这里!设计者就偷跑了!α,β是整数,没问题,是不是正整数?不是正整数,从max(α,β)推到α=β就不一定正确了吧。没说,糊弄过去了,过程3故意说的非常简短,就是趁你不注意,来骗,来偷袭!
                具体说就考虑A_1推A_2。过程2里面,所谓任意的(a,b),无非是(1,2)(2,1)(2,2),那么对这些情况,过程2确实没问题,因为max(1,1)等于1,还有max(1,0)等于1。
                但是过程3,对所有的α,β成立吗?就是这样子。应该说的很清楚了吧?条件b)没有满足。


                IP属地:山西来自Android客户端9楼2022-09-21 02:38
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                  主要这推理过程说的太绕了,尤其是任意这一块,谁看谁不饶啊。
                  过程2实际上是一个全称命题。所有的(a,b)属于定义域K,都有f(a,b)。这里,定义域K是满足max=r+1的正整数对。f(a,b)是说max(a-1,b-1)=r。
                  过程3是一个充分条件假言判断。如果f(a,b)那么g(a,b)。这里,就是说如果max(a-1,b-1)=r,那么a=b。
                  整个推理过程是蕴含消去。写成类似三段论的形式(注意不是三段论)就是说:
                  如果p,那么q
                  所有的A都p
                  ————————
                  所有的A都q
                  因为说得太绕分析了一下,淦。


                  IP属地:山西来自Android客户端10楼2022-09-21 03:18
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                    这里的错误实际上等价于:
                    如果p,那么q
                    所有的A都p*
                    ————————
                    所有的A都q
                    很明显形式上这是个错误的推理。等价于:
                    如果是蔬菜,那我便不吃
                    所有的苹果都是水果
                    ————————
                    所有的苹果,我都不吃
                    这里设计者对p和p*进行了偷换。就是偷偷把水果换了蔬菜。


                    IP属地:山西来自Android客户端13楼2022-09-21 03:29
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                      错误在于,如果能够n–1次归纳,则αn=a–(n–1)必须仍然是正整数,这其实等价于a=n。


                      IP属地:江苏来自Android客户端14楼2022-09-21 10:02
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                        归纳法实际上就是有限次迭代,而迭代过程中某个性质不变/具有传递性


                        IP属地:江苏来自Android客户端15楼2022-09-21 10:03
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                          整数不一定是正整数(例子:0),所以α和β不保证是正整数,“由1得α=β”不成立


                          IP属地:英国来自iPhone客户端17楼2022-09-21 14:37
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                            我觉得错在A_n对n成立等价于任意两个正整数相等的这一步,实际上满足A_n命题的a和b只能是n


                            IP属地:上海来自Android客户端18楼2022-09-21 14:54
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                              感谢大家回复,小小总结一下
                              这个证明的漏洞在于,提出 α 和 β 的时候,没有保证 α 和 β 仍属于正整数
                              a 或 b 等于 1 时有 α 或 β 等于 0 ,而 0 不是正整数,与题设不符
                              即 max(α,β)=r 无法根据题设推出 α=β
                              即 r 为真推 r+1 为真的这个递推过程没有被证明


                              IP属地:广西19楼2022-09-21 16:09
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