单选题
用数学归纳法证明命题P(n)对任何自然数正确,一般包括两个步骤:第一,建立基础,例如证明P(1)正确;第二,建立推理关系,例如证明n≥1时,如果命题P(n)正确则可以推断命题P(n+1)也正确。这种推理关系可以简写为:n≥1时P(n)→P(n+1)。将上述数学归纳法推广到二维情况。为证明命题P(m,n)对任何自然数m与n正确,先证明P(1,1)正确,再证明推理关系______正确。
【正确答案】
C
【答案解析】可以将命题P(m,n)的定义域以二维点阵图来描述。
(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),……
(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),……
(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),……
……
每一对自然数(m,n)表示一个点(m表示行号,n表示列号,行数与列数均无限)。
试题中已经说明,对左上角的点(1,1)已经证明了P(1,1)的正确性,即已经建立了数学归纳的基础,现在来研究分析各选项中的推理关系:从(1,1)点基础能否推导到所有的点(m,n)。
选项A的推理关系“m≥1,n≥1时,P(m,n)→P(m+1,n+1)”说明从任一点(m,n)出发可以推导到它的右下点(m+1,n+1)。显然,根据(1,1)点基础,以及这样的推理关系,只能推断出该命题对(2,2),(3,3),…(n,n),…(在图上呈现为对角线上所有的点)正确。
选项B的推理关系“m≥1,n≥1时,P(m,n)→P(m,n+1)”说明从任一点(m,n)出发可以推导到它的右邻居点和右下点。显然,根据(1,1)点基础,以及这两个推理关系,只能推断出该命题对所有的点(m,n)(m≤n)(在图上呈现为对角线及其上三角所有的点)正确。
选项C的推理关系“m≥1,n≥1时,P(m,n)→P(m+1,n)以及P(m,n+1)”说明从任一点出发可以推导到它的下邻居点和右邻居点。显然,根据(1,1)点基础,以及前一个推理关系,就能推导到第一列的所有点;再根据后一个推理关系,就能推断出该命题对图上所有的点都正确。
选项D的推理关系“n≥1时,P(1,n)→P(1,n+1);m≥1,n≥1时,P(m,n)→P(m+1,n+1)”说明从第一行的任何一点可以推导到它的右邻居点;从图中任何一点可以推导到其右下点。显然,根据(1,1)点基础,以及前一个推理关系,可以推导到第一行所有的点;再根据后一个推理关系,只能推断出该命题对所有的点(m,n)(m≤n)(在图上呈现为对角线及其上三角所有的点)正确。