免挂证明

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埃淼森科曾说:失败总会在你意想不到的时候发生。

基于此,下面证明:挂科是不可能发生的。

证明:

假设你本学期一共有n门考试,其中恰有k门挂科。

k=0,则原命题显然成立。

为了便于理解,我们先来看看k=1的情况。

  当k=1时,你挂了一门考试。假设这是你的第x(1 \leq x \leq n)门考试。

  首先,假设x=n,这是不可能的。因为x=n代表你挂的是最后一门考试,但你一共就会挂1门考试,那你考完前n-1门都没有挂科,你就会知道,最后一门考试必挂。这就不能算是“意想不到”的了,所以x不等于n

  上面证明了你最后一门考试必定不会挂科。运用数学归纳法,假设最后p门考试都不会挂科,而在第x=p-1门考试挂科了。这也是不可能的。因为已知了最后p门考试都不会挂科,那么你在考完前p-2门考试的时候,发现自己还没有挂科,结合最后p门考试不挂的归纳假设,你就会知道,第x=p-1门考试必定挂科,这就不能算是“意想不到”的了,所以第x=p-1门考试也不能挂科。这与假设矛盾了。于是有第x=p-1门考试也不会挂科。

  综上,x=n不可能,且若x=p不可能则x=p-1也不可能。运用数学归纳法,可以得到你的任意一门考试都不会挂科。也就是说,当k=1时,你不会挂科,说明k=1不成立,也就是说你不可能恰有一门挂科。

接下来,更有普适性地证明:让k任意取1,2,...,n,仿照k=1的情形证明。

  首先,你的最后k门考试挂科数量不会超过k-1。这是因为加入最后k门考试全部都挂科了,而你又一共会挂k门考试,所以当你完成第n-k-1门考试(相当于倒数第k+1门考试)的时候,你就会知道自己接下来的考试都会挂科,这就不能算是“意想不到”的了。所以你的最后k门考试挂科数量不会超过k-1

  上面证明了你的最后k门考试挂科数量不会超过k-1。运用数学归纳法,假设最后p(p \leq k)门考试挂科数量不会超过k-1,且在倒数第p+1门考试挂科了。这也是不可能的。因为已知了最后p门考试挂科数量不会超过k-1,设你的最后p门考试中挂科的数量为w,那么你在考完第n-p-2门考试(相当于倒数第p+2门考试)的时候,你的挂科次数必定是k-w-1,而最后p门考试只有w门挂科了,剩下的一门只能是倒数第p+1门考试,也就是你预料到你的倒数第p+1门考试会挂科了,这就不能算是“意想不到”的了。于是与假设产生矛盾。所以你的最后p+1门考试挂科数量也不能超过k-1

  综上,最后k门考试挂科数量不能超过k-1,且若最后p门考试挂科数量不超过k-1则最后p+1门考试挂科数量也不能超过k-1。运用数学归纳法,可以得到你的最后n门考试(也即所有考试)挂科数量不能超过k-1,这与一共有k门挂科矛盾,所以也不能恰有k门挂科。

于是,我们就顺利证明了k \geq 1的任何情形都是不可能的,那么就只能有k=0。于是得到,你不会挂科!

证毕。