二、一般与特殊

一般与特殊,也称为共性与个性,“共性”即普遍性,“个性”即特殊性,两者密切联系,不可分割,是辩证统一的关系.一方面,共性寓于个性之中,并通过个性表现出来,没有个性就没有共性;另一方面,个性也离不开共性.世界上的事物无论如何特殊,它总是和同类事物中的其他事物有共同之处,总要服从于这类事物的一般规律,不包含普遍性的特殊性是没有的,即特殊性也离不开普遍性.在数学问题的解决过程中,充分利用这一思维方法,可以化难为易.

例1求证:

【分析】这是含有具体数字的不等式的证明问题,直接证明难度较大,但仔细观察,不等式左右两端似乎有着些许的联系,左右两边都有99,50与99之间也有一定的联系,这是特殊的情况还是蕴含一般的规律性?不妨将这个问题一般化,猜想有如下结论:对自然数n,我们猜想对于的一切自然数成立.

下面给出证明:

所以对于的一切自然数成立.

时有

例2 把个互不相等的实数排成下表:

先取每行的最大数,得到n个数,其中最小者为x,再取每列的最小数,也得到n个数,其中最大者为y.试比较x与y的大小.

【分析】这是一道给出数表,判断满足特定性质的数的大小问题.直接进行判断难度较大,我们不妨从特殊情形探索.

先讨论的情形.

得到如下结论:

打乱顺序后

得到结论:

我们猜想,对于任意个互不相等的实数排成的数表都有成立呢?

怎么证明呢?不妨从特殊的例子中看看是否有规律性的东西.

5位于第2行第1列,即,而3位于第3行第2列,即,这两个数位于不同的行与列怎么比较大小呢?我们发现他们都与第2行第2列的数有联系,即,按照这样的思路,我们给出如下证明:

,取第i行与k列交叉项

由x, y定义,所以

练习1 已知有个实数,排列成阶数阵,记作,使得数阵中的每一行从左到右都是递增的,即对任意的,当时,都有.现将的每一列原有的各数按照从上到下递增的顺序排列,形成一个新的阶数阵,记作,即对任意的,当时,都有,试判断中每一行n个数的大小关系,并说明理由.

【简解】假设在新数表的第i行中存在,有,由新阵列的排法,共个数,都来自原数阵的m列,所以,其中必然有两个数来自原数阵的同一列,不妨设是)源自原数列的第m行,即p=q=m,所以,,即,所以,这与假设矛盾.

所以,新数阵的每一行也是递增的.

练习2 对于50个黑球和49个白球的任意排列(从左至右排成一列)

A.存在一个黑球,它右侧的白球和黑球一样多

B. 存在一个白球,它右侧的白球和黑球一样多

C. 存在一个黑球,它右侧的白球比黑球少一个

D. 存在一个白球,它右侧的白球比黑球少一个

【简解】此题的本质是黑球个数为偶数,白球个数为奇数,且黑球比白球个数多一个.不失一般性,将问题特殊化,我们考虑2个黑球与1个白球的任意排列,共有三种情况:白黑黑,黑白黑,黑黑白,只有选项A成立.