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这个话题是由论坛上的一篇热帖引出来的,关于0.9…与1哪个大。对这个问题的争论在咱们论坛上竟然已经出现过好几拨了,大家的意见分歧很大,貌似都可以为自己的观点找到理由,却都没有提及对方的漏洞。
当你写下0.99…的时候,请思考一下,它有什么意义。它本身只不过是一个数学符号,代表着一个数,一个实实在在确定的数,与1,2,3这些通常的数一样。而不是一个扑朔迷离、不断变化的幽灵。否则我们讨论它就没有任何意义了。
主张0.9…比1小的人,大都是这样的理由:0.999…无论多少个9,都和1差着一点,虽然这一点越来越小,但它和1就是不相等。或者一种等价的说法是,1-0.9…等于无穷大分之1,是个正数。
我们来分析一下,我们用a代替 0.9…,这样做,一方面讨论起来方便;另一方面,也可以提醒大家:这是一个确定的数。请拿出一张纸,在上面写上一个0加一个小数点,然后在后面一个一个地添9。于是我们得到一列数
0.9 0.99 0.999 。。。。
这一列数,显然都比1要小,而且小的部分趋于零。但请注意,这一列数里,没有一个数等于a,它们比1小,也都比a小,而且小的部分趋于零。也就是说,不管添多少个9,它都比1小,这一点并不能作为1不等于a的证明。恰恰相反,根据我们的讨论,这一列数(称为一个数列)无限趋于1,也无限趋于a,正好证明了1=a。
无穷这个东西真的很难琢磨,比如我说整数的个数是无穷多个,这句话到底在说什么呢。有一种定义,就是说,我任意提出一个要求,要你拿若干个整数出来,你都拿得出来。这样,就用“任意多”代替了“无穷多”。这时的无穷是个过程,一个无限变大的过程,有无限变大的潜力。有时,无穷是一个极限,比如上面的那个例子,0.9…,其实表示的是9的数目无穷多时的极限。
中国古代有句话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”可能是个巧合吧,这句话说得非常严谨,它说“万世”而没有说“无穷世”。把一条线段等分任意多次,当然会“不竭”;把一条线段无穷分的结果是一个点,而点的长度是0。
所以说,“无穷大”与“任意大”还是有些区别的。举个最简单的例子,1+1+1….,任意多个1相加,其结果肯定是个自然数是吧,无穷多个1呢?得无穷大,就不是个自然数了。
这个例子好像有点钻牛角尖,如果你是个高中生,学过一些区间的概念的话,我还可以举出更漂亮的例子,任意多个开区间的交是开区间,而无穷多个开区间的交就有可能是闭区间了。比如说(-1/n,1+1/n) n取所有自然数,这些区间的交集是[0,1]。(注:无穷多个集合的交是这样定义的,A1,A2,…..的交A满足A是任意一个Ai的子集。这句没看懂没关系)
总之,关键的关键是,我们在讨论任何问题时,要对所涉及的所有概念都有明确的定义,数学是容不得半点含糊了。千万别不知道自己在说什么了。 |
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