1770年歐拉曾經(jīng)在《代數(shù)的要素》中證明過10=9.9999??,后來也有巴圖和謝波特在《實分析引論中》用閉區(qū)間套進(jìn)行過證明,也有人用戴維金分割證明過1與0.99999??分割一樣,但是如何看待這些證明,與其大小的爭論?無限循環(huán)小學(xué)0.99999....與1嚴(yán)格相等這個問題并不能用初等數(shù)學(xué)的方法來理解,我下面舉幾個常見的初等方法 無懈可擊,對不對?但是我要說的是這三種方法只能幫助你直觀理解,但并不能把它們當(dāng)成1=0.999.....的嚴(yán)格證明.為什么呢?因為0.99999....是無限循環(huán)小數(shù),這的表示已經(jīng)超出了我們認(rèn)知的初等數(shù)學(xué)的范疇了;若類似的用以上這些方法,還可以簡單的證明出0.959....=0.96,這樣就陷入尷尬了,全部不成立了,整個數(shù)學(xué)都要崩塌了.怎么辦? 我們并不能用初等數(shù)學(xué)的方法合理解釋它,首先要理解從有理數(shù)構(gòu)造實數(shù)的方法出發(fā),這時我們更加深刻的認(rèn)識無理數(shù),而不僅僅停留在我們的認(rèn)知表面: 引入:設(shè)兩個非空有理數(shù)集合A和B,A并B為全體有理數(shù),對任意的A中的數(shù)a,和B中的數(shù)b,滿足a<b,mj A和B構(gòu)成有理數(shù)集的一個分割A/B. A和B可能的情況中有一種:A中沒有最大數(shù),B中沒有最小數(shù),此時A/B中沒有確定任何有理數(shù),即A和B中存在一個"空隙",這些空隙就表示無理數(shù),于是我們重新對無理數(shù)下一個嚴(yán)格的定義:A/B是有理數(shù)的一個分割,若A中沒有最大數(shù),B中沒有最小數(shù),則稱分割A/B確定了一個無理數(shù)c,c大于A中任何有理數(shù),小于B中任何有理數(shù); 于是我們根據(jù)上面得到實數(shù)的嚴(yán)格定義:由全體有理數(shù),以及有理數(shù)的分割所確定的全體無理數(shù),構(gòu)成的集合構(gòu)成實數(shù)集. 通過對以上的有理數(shù)無理數(shù)實數(shù)的定義之后,我們就可以對0.999....=1進(jìn)行嚴(yán)格證明了 設(shè)x=0.9999...,作兩個有理數(shù)集的分割 根據(jù)前面的定義可以知道,A/B確定了實數(shù)t=0.999....,分割C/D確定了實數(shù)1 為證明t=1,我們只需要證明這兩個分割是相同的,即證明A=C就可以了. 綜上所述,我們證明到A/B和C/D是相同的分割,因此0.999....=1 |
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