如何看待关于1与0.9999…,的大小争论?

1770年欧拉曾经在《代数的要素》中证明过10=9.9999⋯⋯,后来也有巴图和谢波特在《实分析引论中》用闭区间套进行过证明,也有人用戴维金分割证明过1与0.99999⋯⋯分割一样,但是如何看待这些证明,与其大小的争论?

无限循环小学0.99999....与1严格相等

这个问题并不能用初等数学的方法来理解,我下面举几个常见的初等方法

无懈可击,对不对?但是我要说的是这三种方法只能帮助你直观理解,但并不能把它们当成1=0.999.....的严格证明.为什么呢?因为0.99999....是无限循环小数,这的表示已经超出了我们认知的初等数学的范畴了;若类似的用以上这些方法,还可以简单的证明出0.959....=0.96,这样就陷入尴尬了,全部不成立了,整个数学都要崩塌了.怎么办?

我们并不能用初等数学的方法合理解释它,首先要理解从有理数构造实数的方法出发,这时我们更加深刻的认识无理数,而不仅仅停留在我们的认知表面:

引入:设两个非空有理数集合A和B,A并B为全体有理数,对任意的A中的数a,和B中的数b,满足a<b,mj A和B构成有理数集的一个分割A/B.

A和B可能的情况中有一种:A中没有最大数,B中没有最小数,此时A/B中没有确定任何有理数,即A和B中存在一个"空隙",这些空隙就表示无理数,于是我们重新对无理数下一个严格的定义:A/B是有理数的一个分割,若A中没有最大数,B中没有最小数,则称分割A/B确定了一个无理数c,c大于A中任何有理数,小于B中任何有理数;

于是我们根据上面得到实数的严格定义:由全体有理数,以及有理数的分割所确定的全体无理数,构成的集合构成实数集.

通过对以上的有理数无理数实数的定义之后,我们就可以对0.999....=1进行严格证明了

设x=0.9999...,作两个有理数集的分割

根据前面的定义可以知道,A/B确定了实数t=0.999....,分割C/D确定了实数1

为证明t=1,我们只需要证明这两个分割是相同的,即证明A=C就可以了.

综上所述,我们证明到A/B和C/D是相同的分割,因此0.999....=1

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