level 9
木瓜之王
楼主
首先,还是要说,数学问题,不能仅凭直观。
0.999…=1这个问题,本身没什么大不了的,只不过,它与我们的直感相违背而已。以前人们也曾经凭直感认为,重的东西落得快,物体受力才运动,后来发现也是错误的。
首先,网上有很多的证法,但是几乎每个证法都有人找到理由来反驳。下面来看一看这些证法以及反驳(附上我的“破解”……好吧,词汇匮乏……)。
【证法1】
1/3=0.333…
0.333… * 3 = 0.999…
1/3* 3 = 1
所以0.999… = 1。
【反驳】
1/3并不严格等于0.333…,分数比小数要精确
1/3等于0.333…余1
【破解】
实际上,分数和小数,都是我们的“实数”的表示方式,然而“实数”本身,并不依赖于分数、小数、数轴等等表示方法而存在,换句话说,即使没有分数,没有小数,实数还是存在的。1/3,还有0.333…,都表示同一个实数。
对于余数,实际上,在小数的本质定义里面,并没有涉及任何除法,所以更谈不上余数。
我们小学学的竖式除法,只不过是小数的一个应用而已。
【证法2】
设x=0.999…
那么10x-x=9.999…-0.999…=9
即9x=9,所以x=1,即0.999…=1。
【反驳】
10x比x少了一位
0.999…是个动态的数
无限小数不能相减
【破解】
话说,从没有人教过你,无限小数有过“位数”这个东西吧?
小数,从本质的定义来说,可以等同于一个数列。既然是数列,就根本谈不上“位数”,“长度”,甚至“第无穷位”“最后一位”等等概念。
再者回想一下集盒的性质:集盒里面每一个元素都是确定的。实数集,实数集,实数集是个集盒,0.999…是个实数,它敢是个“动态”的?
无限小数不能相减,这可说是最匪夷所思的理由。我说,你能光用加法算出2/5等于多少来么?所以说,光用小学学的的知识算不出俩数的差,它俩就不能相减了?
再吐槽一下:半径是1的圆,周长是多少?回答:2π。半个圆的周长呢?回答:π。另外半个圆呢?回答:不能算,因为2π和π是无限小数不能相减。
现在看出这个理由很荒唐来了吧。在实数集中,任意的两个实数x,y都能相减得到一个实数(x-y)。即使,小学老师没教我们两个无限小数怎么减,它俩的差也还是客观存在的。
实际一点来说,考虑小数的级数表示x=a+∑(a[n]*10^(-n)),y=b+∑(b[n]*10^(-n)),由于两个级数绝对收敛,故x-y=(a-b)+ ∑((a[n]-b[n])*10^(-n))。所以这是确实可以计算的。
【证法3】
0.999…=lim(n→∞)(1-0.l^n)=1- lim(n→∞)0.1^n=1。
【反驳&破解】
这个证法是很好的。争论往往在于第二个等号,也有少数说第一个等号不对的。
第一个等号的由来,是由小数的级数表示,利用等比数列求和公式化来的:0.999…=∑(9*0.1^n)=
lim(n→∞)(1-0.l^n)。
至于级数表示,这可是小数的定义直接推过来的。
第二个等号,争论点在于lim(n→∞)0.1^n=0。很多次看到,“0.1^n永远不能为0!”之类的言论,实际上是对“极限”本身的误解。注意了,极限这个东西,它不是个过程,而是个结果!所谓的“无限趋近”总会给人一种“越来越近”的错觉,然而,真正的,所谓极限,就是个数字。0.1^n,n再大它还是不等于0,这是真的。但极限,它与这个n增大的过程没有丝毫关系,它出来的是结果:0。
【证法4】
假设0.999…<1。那么便有实数q,满足0.999…<q<1。
设q的小数展开为0. q[1] q[2] q[3]…,那么我们显然得到,每一位小数q[n]都有0≤q[n]≤9。
所以就有0.000…≤0.q[1]q[2]q[3]…≤0.999…,即有q≤0.999…,这与上面的0.999…<q<1矛盾,于是假设不成立,所以0.999≥1。
然而0.999…>1显然不成立,所以0.999…=1
【反驳】
这实际上是之前我自己想的证法,不过由于我沉贴率太高,所以也就没有看到多少反驳的,不过我觉的可能大体就这么几点:
2013年02月15日 14点02分
1
0.999…=1这个问题,本身没什么大不了的,只不过,它与我们的直感相违背而已。以前人们也曾经凭直感认为,重的东西落得快,物体受力才运动,后来发现也是错误的。
首先,网上有很多的证法,但是几乎每个证法都有人找到理由来反驳。下面来看一看这些证法以及反驳(附上我的“破解”……好吧,词汇匮乏……)。
【证法1】
1/3=0.333…
0.333… * 3 = 0.999…
1/3* 3 = 1
所以0.999… = 1。
【反驳】
1/3并不严格等于0.333…,分数比小数要精确
1/3等于0.333…余1
【破解】
实际上,分数和小数,都是我们的“实数”的表示方式,然而“实数”本身,并不依赖于分数、小数、数轴等等表示方法而存在,换句话说,即使没有分数,没有小数,实数还是存在的。1/3,还有0.333…,都表示同一个实数。
对于余数,实际上,在小数的本质定义里面,并没有涉及任何除法,所以更谈不上余数。
我们小学学的竖式除法,只不过是小数的一个应用而已。
【证法2】
设x=0.999…
那么10x-x=9.999…-0.999…=9
即9x=9,所以x=1,即0.999…=1。
【反驳】
10x比x少了一位
0.999…是个动态的数
无限小数不能相减
【破解】
话说,从没有人教过你,无限小数有过“位数”这个东西吧?
小数,从本质的定义来说,可以等同于一个数列。既然是数列,就根本谈不上“位数”,“长度”,甚至“第无穷位”“最后一位”等等概念。
再者回想一下集盒的性质:集盒里面每一个元素都是确定的。实数集,实数集,实数集是个集盒,0.999…是个实数,它敢是个“动态”的?
无限小数不能相减,这可说是最匪夷所思的理由。我说,你能光用加法算出2/5等于多少来么?所以说,光用小学学的的知识算不出俩数的差,它俩就不能相减了?
再吐槽一下:半径是1的圆,周长是多少?回答:2π。半个圆的周长呢?回答:π。另外半个圆呢?回答:不能算,因为2π和π是无限小数不能相减。
现在看出这个理由很荒唐来了吧。在实数集中,任意的两个实数x,y都能相减得到一个实数(x-y)。即使,小学老师没教我们两个无限小数怎么减,它俩的差也还是客观存在的。
实际一点来说,考虑小数的级数表示x=a+∑(a[n]*10^(-n)),y=b+∑(b[n]*10^(-n)),由于两个级数绝对收敛,故x-y=(a-b)+ ∑((a[n]-b[n])*10^(-n))。所以这是确实可以计算的。
【证法3】
0.999…=lim(n→∞)(1-0.l^n)=1- lim(n→∞)0.1^n=1。
【反驳&破解】
这个证法是很好的。争论往往在于第二个等号,也有少数说第一个等号不对的。
第一个等号的由来,是由小数的级数表示,利用等比数列求和公式化来的:0.999…=∑(9*0.1^n)=
lim(n→∞)(1-0.l^n)。
至于级数表示,这可是小数的定义直接推过来的。
第二个等号,争论点在于lim(n→∞)0.1^n=0。很多次看到,“0.1^n永远不能为0!”之类的言论,实际上是对“极限”本身的误解。注意了,极限这个东西,它不是个过程,而是个结果!所谓的“无限趋近”总会给人一种“越来越近”的错觉,然而,真正的,所谓极限,就是个数字。0.1^n,n再大它还是不等于0,这是真的。但极限,它与这个n增大的过程没有丝毫关系,它出来的是结果:0。
【证法4】
假设0.999…<1。那么便有实数q,满足0.999…<q<1。
设q的小数展开为0. q[1] q[2] q[3]…,那么我们显然得到,每一位小数q[n]都有0≤q[n]≤9。
所以就有0.000…≤0.q[1]q[2]q[3]…≤0.999…,即有q≤0.999…,这与上面的0.999…<q<1矛盾,于是假设不成立,所以0.999≥1。
然而0.999…>1显然不成立,所以0.999…=1
【反驳】
这实际上是之前我自己想的证法,不过由于我沉贴率太高,所以也就没有看到多少反驳的,不过我觉的可能大体就这么几点: