1和0.9的循环哪个大?为什么总有人列出一些公式来证明它们相等?

慈小姐


1=0.999……

下面运用三类不同方法来给出证明,每类方法可以有多种方法,都大同小异,按照小学可以接受,初中可以接受,高中可以接受的顺序给出,就是由简单到复杂的顺序

一,小学就可接受,

1 , 0.99……=9×0.11……=9×1/9=1

2, 0.99……=9/2×0.22……=9/2×2/9=1

3 ,0.99……=3×0.33……=3×1/3=1

………………

聪明的你看到这是不是很快就会得出其他方法,在此不再赘述

二,初中可以接受

1 , 设x=0.99……, 则x/10=0.099……

得x=0.9+x/10

解得x=1

就是1=0.99……

2 , 设x=0.99……,则x/100=0.0099……

得x=0.99+x/100

解得x=1

就是1=0.99……

其他大同小异,不再赘述

三,高中可以接受

0.99……=0.9+0.09+0.009+……

(无穷递缩等比数列,首项为0.9,公比为0.1)

=0.9/(1-0.1)=1

所以1=0.99……

对于大多数人来说,第一类方法完全可以接受,但是,我问过很多学生,主要是高中生,大部分想当然的认为1≠0.99……结果却是相等!很意外吧?![呲牙][呲牙][呲牙]

在用0.99……=3×0.33……=3×1/3=1证明过程中,总共用了三个等号,第二个等号是最关键的,也是他们看了后,豁然开朗的!

数学就是这么神奇,生活中还有很多看似不可能,实际是可能的式子,愿你展开思维的翅膀,在数学的海洋中,尽情翱翔!![祈祷][祈祷][祈祷]


warren吴


这是手机计算器的结果



势态死要面子主


1和0.9的无限循环哪个大?简单的数学题曾引发人类数学危机!

最让人纠结的等式,拥有多彩的论证形式

“0.999…=1吗?”很多人在小学和中学时都遇到过这个问题,并且现在国内外网站上关于这个问题的讨论仍然很多,认为0.999…=1和0.999…<1的两派都有自己的理由。

认为0.999…=1的人常给出下面三种证明方法:

证法1(最简单的“证明”):0.111…=1/9,0.222…=2/9,…,0.999…=9/9=1;或者0.333…=1/3,两边同时乘以3,得到0.999…=1。

调查中发现,不少学生看了这个证明之后都会转而开始怀疑第一个等式的正确性。仔细想想你会发现,“1/3 等于 0.333…” 与 “1 等于 0.999…” 其实别无二致,它们同样令人难以接受。正如很多人会认为 “0.999… 只能越来越接近 1 而并不能精确地等于 1” 一样,“0.333… 无限接近但并不等于 1/3” 的争议依旧存在,问题并没有解决。


证法2(“充满争议的证明”):设0.999…=x,则10x=9.999…;两边同时减去x,得10x-x=9.999…-0.999…;化简,得9x=9,解得x=1;所以,0.999…=x=1。

有专家在看到这个证明后如此评价:“0.999... 既可以代表把无限个分数加起来的过程,也可以代表这个过程的结果。许多学生仅仅把 0.999... 看作一个过程,但是 1 是一个数,过程怎么会等于一个数呢?这就是数学中的二义性。他们并没有发现其实这个无限的过程可以理解成一个数。看了上面这个证明而相信等式成立的学生,可能还没有真正懂得无限小数的含义,更不用说理解这个等式的意义了。”

证法3:若0.999…不等于1,假设0.999…<1,则0.999…

但认为0.999…<1的人对上述三种证明方法表示怀疑,因为这三种证明方法都是基于数学事实“无限循环小数是分数的另一种表示”,将无限循环小数0.999…看作是分数9/9(=1)的另一种表示,就像0.111…是1/9的另一种表示一样。对整数1,我们在计算1/1时,首商0,然后添加小数点,后面就只能继续商9,最后得到1=1/1=0.999…。这只是一种除法运算,并没有真正证明“0.999…=1”。

也有人用无限等比数列求和的方法证实或证伪0.999…=1:

0.9=9/10,0.99=9/10+1/100,0.999=9/10+9/100+9/1000,…,

0.999…=9/10+9/100+9/1000+…+9/10ⁿ=[9/10*(1-1/10ⁿ)]/(1-1/10)=1-1/10ⁿ。

到这里,有人利用无限等比数列求和的方法证实0.999…=1,有人证伪0.999…=1。证实0.999…=1的人认为当n趋于无穷大时,1/10ⁿ趋于0,1-1/10ⁿ趋于1,所以0.999…=1;而证伪0.999…=1的人认为,当n趋于无穷大时,1/10ⁿ趋于0,但永远不等于0,1-1/10ⁿ趋于1,但永远小于1,所以0.999…<1。

下面看一下图像证明法:

在这张图中,我们可以很清晰地看到边长为1的正方形被不断地对半切割开来,而它的面积为1。但是依然有人质疑这种方法,因为这种方法看起来并不完美。实际上大正方形的右上角是永远无法被填满的。


这个问题的背后,是不同数学体系的碰撞

上述两种说法都看似有道理,但0.999…要么等于1,要么不等于1,不可能同时出现两种结果。

这里出现分歧的原因是对无穷小的认识不同,这也是第二次数学危机中争论的焦点:无穷小究竟是否等于0?无穷小量是一个变量,而在用无穷等比数列求和的证明方法中,左边0.999…是一个常量,右边无限数列求和得到的表达式是一个变量,所以上述证明过程是无效的。

那么如何证明“0.999…=1”呢?这就需要用到戴德金切割定理,也称实数完备性定理:对两个实数集A,B, A中的任意元素a小于B中的任意元素b,则A和B构成实数集R的一个切割,则或者实数集A有最大数,或者实数集B有最小数。

戴德金切割定理同样适用于有理数。根据戴德金切割定理,可证明有理数集Q的一种分割确定唯一一个有理数,且相同的分割确定的有理数相同。可以证明0.999…和1确定的有理数集的分割相同,从而0.999…=1。

戴德金分割证明如下:

我们可以尝试在1和0.9循环分别进行分割,分割成集合A集合B,和集合C集合D。

A等于C或B等于D,那么别可以证明1和0.9循环相等。

在证明A是C的子集时,我们可以先讨论有理数。然后再利用无理数分割后上无最小有理数。知道一定有有理数大于讨论的无理数但小于0.9循环。

至此便证明了,0.9循环等于1。


物理角度的再认识

1.、无限的意义是什么?

0.9的无限循环真的可以吗?如果让一个数学家去回答这个问题,答案当然就是肯定的,这没毛病。然后把这个问题抛给一个物理学家去回答的话,物理学家会陷入沉思,并且告诉你,这需要通过实验去验证。

物理学家得到的结论是,在目前的理论框架下,0.9不能无限循环,因为时空是有最小单位的,那就是普朗克时间和普朗克长度。我们这里不去讨论普朗克时间和普朗克长度的来源,因为这涉及到了引力量子化和大统一理论,目前也只是一个半经典的方程。

在物理学中,由于0.9不能无限循环,因此0.9的循环和1拥有完全不同的物理意义,它们是不相等的,0.9的循环小于1。

2、有质量的物质的运动速度不能达到光速

高中物理课上,我们都接触过狭义相对论中的洛伦兹协变公式。在质速方程式中我们可以看到,任何一个有质量的物体,如果速度被加速到接近光速,那么它的质量将变得无穷大。我们当然是没有那么多的能量能办到这种事。如果把光速看做是1的话,即使是一个电子我们也只能是把它加速到0.9的无限循环,但永远都不可能等于1,。因为,这要消耗掉整个宇宙的能量。所以1和0.9的循环有着本质的区别。

3、0.9无限循环不能等于1关乎着宇宙是开放还是闭合

如果我们把0.9的无限循环看做是我们现在这个宇宙的曲率,那么即使它是无限接近于1的,也意味着,我们的这个宇宙是个封闭的宇宙。当宇宙的曲率等于一时,我们就是一个平坦的开放的宇宙。这是完全不同的两种情况。数学家不应该让0.9的无限循环等于1。

4、概率统计中的问题

关于无限小是不是有意义的问题也引起了一大批统计学家的关注,今年年初三位统计学家联名发在《自然》杂志上发表了一封公开信,质疑了统计学课本中写到的:“没有统计显著性则不能‘证明’零假设(关于两组之间无差或者两个实验组和对照组的假设)。同时,统计显著性也不能‘证明’其他假设。”。他们表示,这种误解用夸大的观点扭曲了文献,而且导致了一些研究之间的冲突。这一质疑迅速得到了,超过800名科学家的支持。

《自然》杂志连续刊发了超过40篇论文都是关于:“21世纪统计推断:P<0.05以外的世界”的学术论文。这三位科学家指出,他们并不是要禁止P值的使用,而是提议在常规的二分法的情况下不使用P值来决定一个结果是否反驳一个科学假设。其实如果让0.9的无限循环等于1,相当于在数学上正是否定了0.1的无限次方这个无穷小量的真正意义。

这一争议引发类似的数学界的争议,引发第二次数学危机

经典的芝诺悖论,这也算是物理学界的一个争议,阿基里斯与乌龟芝诺赛跑,乌龟在阿里斯基前面先跑100米,然后阿基里斯才开始跑。

当阿基里斯跑了100米的时候,乌龟多跑出去一米,阿基里斯跑了一米的时候,乌龟又多跑了一厘米,以此推论下来,阿基里斯永远都跑不过乌龟。虽然现实中是很快就跑过去的,但是在数学里,似乎永远都是追不上的。《庄子·天下篇》中也提到:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”

其实这一争议的实质就是数学上所谓的第二次数学危机的问题。早在公元前450年,芝诺就注意到由于对无限性的理解问题而产生的矛盾,提出了关于时空的有限与无限的四个悖论。到了17世纪晚期,形成了无穷小演算——微积分这门学科。当时一些数学家和其他学者,也批判过微积分的一些问题,指出其缺乏必要的逻辑基础。

直到19世纪20年代,威尔斯特拉斯在前人工作的基础上,消除了其中不确切的地方,给出现在通用的极限的定义,连续的定义,并把导数、积分严格地建立在极限的基础上。19世纪70年代初,威尔斯特拉斯、狄德金、康托等人独立地建立了实数理论,而且在实数理论的基础上,建立起极限论的基本定理,从而使数学分析建立在实数理论的严格基础之上。然而关于无穷小量的争议并没有因此就结束,关于第二次数学危机,自其爆发开始直到二十一世纪,始终都存在着不同意见。

结语

正如高斯所说数只是我们心灵的产物 。但是我觉得也许这一切会因为数学的发展而改变,就像无理数实数的出现一样。也许有一天,我们能够公理化的形容无穷小。在那一天,我们就能更好的对待0.9循环和1的区别了。

其实本文并不是一个简单的0.9的无限循环是否等于1这个问题的争论,我想说明的问题是:如果我们不能给数学赋予一定的意义,那么数学存在的意义是什么?科学向来讲究的是求真、求实,向客观存在探讨真理是科学的本质。希望有一天科学家能够找到最终答案,在0.9的无限循环这个问题面前不再彷徨。


中学数学深度研究


这个问题有点无聊。

连极限的概念都没弄懂,也敢吹什么数学证明?

0.9后面再加多少个9,也不是1。只是与1的差距越来越小。当小数点后面9的个数有无穷个的时候,认为无限趋近于1。只是在这个意义上,两者相等。注意是定义为相等,不证自明。

用小学生能听懂的话来说,那就是:0.9999999999……是个小数,1是整数。

1是自然数,0.99999999……,不是,只是一个无限循环小数。

自然数是从屈指可数开始的,1就是第一个能数出来的。小数是算出来的,直接或间接;分数是分割出来的。

零不是数出来的,零是减出来的。桌子上有苹果,数了个数,拿了同等个数,生活经验说桌子上没有苹果了,算术说有零个。如果想拿的超过桌上苹果数量,就产生了负数。唐代引进阿拉伯数字的同时引进了零的概念。引进零概念才是真正的数学体系开端,同阿拉伯数字一样,不是华夏自古以来天然就有的。

如果在特定的数学领域,涉及到具体概念,一般来说,1与0.99999999……是否相等,也并不是证明的问题,而是这门数学如何定义。比如近似计算只要求最终结果保留几位有效数字,又允许四舍五入,那么只要有限个,例如4个9就可以认为等于1。注意这只是表明,实际问题中人们不可能真正得到无限精确的1,只能说这个1的精度是多少。

大家知道,二进制中,只有1和0,0.99999……就没法凑热闹了。

布尔代数中,1的定义是正极向,或者高电位,当然也可以是负逻辑,也没0.99999……什么事。

所以,0.9999……是否等于1,只是某个数学或工程技术领域的规定。从此出发建立一套体系。它本身不可证明,除非你一定要陷入死循环。


Jack595769000539


0.9…纯循环不是1却总有大虾想公式证明相等

唯心主义数学家习惯将无限循环小数0.999…作为纯粹抽象数。不辨别它的动态、静态性质,错误地将其认定为有理数,得出0.999… =1的荒谬结论,它相当于过程等于结果、生等于死,与事理经验逻辑严重冲突,必须揭露批判。

令0.9…=0.9+X,则X=0.09+0.009+0.0009+……;又令1=0.9+x,则|x|=0.1;|X|=|0.09+0.009+0.0009+……|≤0.1;∴0.9…≤1.证毕。

所以它们不相等,只是无限相似趋近于相等,导数和极限也同时为0,但并不代表一定相等。比如太阳毁灭那天,8分半钟后,也许地球也毁灭了。但地球此必然事件概率为0.5,即地球可能会毁灭,也可能不会受到太阳氦闪而毁灭。

因为宇宙膨胀理论说,宇宙在以超过亿万倍光速的膨胀速度生长。太阳氦闪那一瞬间,也许就会发生宇宙超光速亿万倍的膨胀,也就没地球什么事了。只是没有了太阳能消毒,杀菌,补钙,照明……

看图不难发现,无限长篇大论,也抵不过智慧的三言两语。又比如科学计算:

(1+x)¹²Λ100=1.1Λ1200=4.69053293633E49;(0.9+X)¹²Λ100≤1Λ1200=1;显然(1+x)的1200次方(0.9+X)的1200次方4.69053293633E49倍。这是近4.691×10⁴⁹倍差距。超过了近似宇宙倍天文单位了。

综上所述,物理意义上1和0.9…它们也不等,显然基数大的动态值就能无穷大。


锕銰


这种问题遇到多次,0.99999.......是否等于一?事实上它们完全相等并且能够严格证明。

这个问题看似简单,事实上想要说清楚是非常困难的。

首先你不能光凭嘴巴说因为前者是无限循环小数,它们的差“应该”是为零的,显然这样说没有任何说服力。

是否能用1/3等于0.33333.......反过来证明0.9999......等于一呢?

答案是前者无法证明后者,因为只有0.9999...等于一的前提下1/3才能等于0.3333......,虽然我们习惯上已经把0.9999......与一相等,所以才能得出1/3等于0.3333.....的结论,你用一个未经证明的前提得到的结论去证明前提是正确的,这样显然不行,没有任何说服力。

说到这里是不是它们相等只是猜想无法证明呢?当然能够证明。

具体的证明过程我就不再叙述了,数学上的证明思路是只要能够证明1-0.99999...的绝对值等于零就可以了。

这该如何证明呢?显然直接证是不能证的,因为0.999......本身是个无限循环小数,给人的感觉是“没完没了”,既然直接证明不了我们换种思路总可以吧,我们直接用一个与0.9999......有直接关联的数列{a1,a2,a3,....an...,},且a1=0.9,a2=0.99,即该数列可以写成{0.9,0.99,.......}。

我们虽然不能证明0.999-1绝对值等于零,但我们可以用an去逼近0.99....,只要n趋近无穷,an就等于0.99....。

无穷问题避免不了,我们干脆直接把an与一的差值的绝对值表示出来,任意找一个数A(A是一个能够任意小的正数),只需要当n大于某一个整数时N时,an减1绝对值都能小于A,因为A是任意取的,只想要它有多小它就能够多小,所以当n趋近无穷时它们差值能够等于零。

这属于大学数学,所以很多数学基本功不扎实的人是很难理解该种证明方法。


书虫数码评


反正我认为不相等。

实数是人为定义的,就像四舍五入一样,或者可以说如果不是人为定义的,它们就不相等。举个例子:

0.3×9=2.7

0.33×9=2.97

0.333×9=2.997

0.3333×9=2.9997

0.33333×9=2.99997

……

看到没有永远有一个7拖在后面,如果没有3×9=27,写7进2,加到前面一个7(7+2=9),然后变成9。所以我们知道这些9是怎么来的,都是7进2加成9的。也就是说没有最后一个27进2,7的前面就不可能是9,换句话说前面就算有无数个9,最后一位肯定是7。

好了我们继续看

0.33333……×9=2.99999……7(此时0.33333……不是循环数,就当比无数少一个吧,或者接近无数)

0.33333……×9=2.99999…… (此时0.33333……是个循环数)

咦怎么一循环最后那个7不存在了呢?

问题就出在这里,请问2.99999……(循环数)这里的9怎么计算来的,你和我说3×9=27,进2得来的,那最后一个7呢?

你会回答因为0.33333……是循环数,所以2.9999……后面没有7,老师是这样教的,数学家也是这样说的,实数的定义(什么稠密性啊)不允许7存在。

7不存在?但是7参与了计算整个过程,没有最后一位7(3×9=27)进2,前面9就不可能有,管你是实数还是虚数,是有理数还是无理数,是循环数还是非循环数,所有的数都遵循四则运算基本法则,如果凭空消失(就像四舍五入一样),那为了等式成立,一定是人为的。

假如我非要写成2.99……7呢?人家说这个数不存在,有悖于实数。

我想未来要是有一个牛逼的数学家给这类数定义为超实数(暂时用这个名字)呢?那么是不是2.99……7就可以?

再看

0.33……×1=0.33……

0.33……×2=0.66……

0.33……×3=0.99……

0.33……×4=1.33……(后面2没有了)

0.33……×5=1.66……(后面5没有了)

0.33……×6=1.99……(后面8没有了)

0.33……×7=2.33……(后面1没有了)

0.33……×8=2.66……(后面4没有了)

0.33……×9=2.99……(后面7没有了)

为什么歧视×4 5 6 7 8 9,把循环数后面的干掉?因为实数啊,后面那个和前面不同没有意义。而且既然是无限循环了,哪来的后面那个数?说的好。我就反问,没有后面那个数参与计算,你循环个毛线?你前面是不是循环还不一定呢!不要干过河拆桥的事好吗?(就像临时工一样,参与工作,干完走人)

所以我认为,0.99……和1是不相等的,因为一开始就是数学家给实数定了义,把最后一个数拿掉了。或者换句话说,在实数的定义下,可以是相等的。

大家有不同见解欢迎评论!


孤军战喷子


我来终结这个问题吧。

先给答案:根本就不存在0.999……,所以这个问题压根不存在,任何试图证明这个问题的方法都是错的。都是错的,没有例外,因为必然会出现循环论证。

实数系,从建立开始,就利用公理化彻底回避开了这个问题的。

先看看实数的定义:

x: N →Z ,x (k)表示小数点后第k 位,

如果x 满足两个条件,即称为一个实数:

1.x(k)属于{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

2.对于任意n,存在k>n ,使得x (k )<9

简单来说,一个数是实数。必须满足:

1.每一位都是0到9的整数

2.任何一位后面不能全是9

所以很显然了,任何9循环结尾的数,都不是实数,他们是不被实数公理承认的。自然也就不存在0.999……=1的问题了。这个知识在任何一本数学分析教材里都会讲到。

所以说,任何尝试证明这个问题的人,都不可能成功,要么不自洽,要么陷入循环论证里。

——

我看有人质疑这个定义的其他性质,我把它直接贴出来,看懂了再和我讨论吧。这都一二百年的东西了,早就搞清楚了。







sAviOr本座


这个问题我认为答案是很确定的,他们是相等的,乍一想,可能觉得比较最高位就可以了,其实则不然,这个问题的关键就在于循环,循环就是指有无限循环下去,把0.9的循环设为X我们可以组建这样的等式0.9+X/10=X就可以求出X=1这就好比一个无穷大加一后是不是无穷大,有人认为既然加上了1为什么不是更大的数呢,有人认为既然是无穷大为什么有更大的数呢,你们怎么认为呢?欢迎各位一起评论探讨。关注我一起探讨更多的知识难题。


喵搞哦


1和0.9的循环哪个大?我们能很明显的感受到0.9循环是无限接近于1而不等于1.就像我们求得一个数的取值范围在0到1之间比如:1>x>0,x是无限接近1又不等于1的。那么很容易理解并判断出1更大!



然而,我们无论用小学,中学,大学的数学知识进行推导,总能得到1=0.9999…!

看看,一向讲究严谨的数学居然出现1=0.9循环,怎么回事?

我们说,所有的有理数都可以化成分数的形式,0.9循环是有理数,那化成什么分数呢?看起来特别违背常识。这一切像极了,宏观物理进入微观世界,量子物理变得不可思议。

0.9循环=1,我看到很多老师进行视频证明,我也用中小学数学知识推演过。虽然得出来的结论都是正确的,逻辑也很严谨,但是我并不对此坚信不移,永远保持怀疑的精神。

如果0.9…=1,那么0.9…这么复杂还有它的必要么?他们看起来像同卵双胞胎,即使是这样细细观察还是有区别的。比如1/3=0.3…,1÷3化成小数在无穷远处总有一个1不能被除尽,而0.3…却一直是3循环下去。



这又让我想到,我们学习平行线的时候是坚信永不相交的,到了高中老师又说平行线相交于无穷远处。还有无穷小不等于0,那为啥0.9循环就等于1呢?

总之,这一切给我的感觉就是辛辛苦苦把经典物理学学通透了,立马面对现代物理学,宝宝心里苦呀。既然这样,就不要纠结矛盾,纠结对错,而是要看重实用性,毕竟数学是一门工具而已,大家觉得呢?


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