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真是费尽,一个1.9999让你们争论这么久

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我来结束争论。相关证明和论述已经在其他跟贴里给过了,这里综合论述下。放心,会让你心服口服。


IP属地:北京1楼2013-08-29 23:01回复
    整个故事起源于这个货:
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    @jjkkt: 若1.999999...不等于2 则存在大于0的最小实数i使得i+1.9999999=2 因为实数是稠密的,所以i和0之间仍有无限多个实数 所以不存在大于0的最小实数i 所以1.999999..等于2
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    当时我就驳斥过这个说法,只是我当时以为无穷小的运动性研究数学的都应该知道,结果很遗憾,这货完全听不懂。把我回复放这里,我估计也没几个看得懂:
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    17778253: 回复 jjkkt :第一句就错了。“最小”哪儿来的?无穷小不是最小。“最小”是静止范畴,用来描述无穷小,这不找错呢?
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    埃姆搜扫瑞。这太他么抽象了,脑袋里如果没有认识“运动”,应该是觉得我在说疯话。
    当然无数人反驳他,因为这个证明从直觉上就是错的。于是呢,他又给出了这个证明:
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    jjkkt: 因为 lim(2-1.999…)=0 而 lim(2-1.999…)=lim2-lim(1.999…)=2-1.999… 因为常数的极限是本身 所以2-1.999…=0 所以1.999…=2 这样可以吗?
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    看起来很有道理是吧?我当时指出,这个证明有问题:
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    17778253: 回复 jjkkt :你那个经典论证,如果转换成数列,就非常清楚了:2-1.999=2-1-0.999=1-0.999=1-1+power(10,-n)=power(10,-n).然后你随便怎么玩儿,power(10,-n)!=0。归根结底,反过来说,lim(1.999)=2,那等式就是2-2=0。在你对1.999取极限的时候,已经用无穷小将1.999补齐为一个静止的2了。
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    然后呢,他继续挣扎,给出了这样的回复:
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    jjkkt: 回复 17778253 :我说了那证明不严谨 只是用他们不严谨的思维来证明出反驳他们的结论 数学上1.999…就等于2 而不只是极限是2 懂?而且一个常数的极限就是他本身 你说他极限是2 不就是说他是2吗?呵呵 没常识啊 1.999…=2 常数的极限是他本身 这俩常识你不懂还和我高谈阔论集合悖论 去补习基础知识再装吧
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    牛逼啊。本来一个正常的讨论,丫说我装,缺乏基础知识,然后我说你这不就是说无穷小等于0么?丫不理我了。那么到底是谁缺乏基础知识呢?让我来终结这个争论,把这个玩意儿到底是个啥,给大家分析下。
    其实我的证明已经结束了他的论断了。在这里:
    1.9999 表示无限循环小数,我可能写成1.9,可能写成1.999,不影响意思。
    无穷小,代表一切收敛于零的数列。别说高阶还是低阶,那都是无穷小,其运动性质不变(看不懂忽略这句)。
    假设1.9999=2。由于1.9999=2-10^(-n)=2,则-10^(-n)=0。由于-10^(-n)是无穷小量,也即,无穷小量等于零。
    这与无穷小量的定义矛盾,无穷小量是收敛为0,而不是直接等于0。这其中的差别建立了微积分,后话不提。
    至少,从数学上,这个等式被推翻了。
    然后,是捏死丫的垂死挣扎。
    他不断重复的是:“一个常数的极限就是他本身”。对,没错,就是这句话错了。
    我不是说,一个常数的极限并非其本身,我要说的是,当你在谈论1.99999的时候,你认识它么?它是一个常数么?
    前面已经提到,1.9999=2-10^(-n),后半部分是前半部分更加严谨的表述。请注意这个n。lim1.999,因为敲字的原因,省略了lim下面那行小字:n->正无穷。n就是这个变量。
    这个货之所以得到一个错误的等式,就是因为,他居然胆敢把一个带着变量的代数式当常量用,还要让其极限等于其自身。
    1.99999压根不是什么常量,而是一个带有一个无穷小量的代数式。
    那么,为什么会有人说,这是个常量呢?以我个人的理解,这是语义的不同。当他说,1.999是个常量的时候,他已经给这个代数式取过极限了。但是当我们直观的看到1.9999这个东西,很少有人觉得,这是个取过极限的数,我们就认为这玩意儿和2之间相差10^(-n)。
    我不觉得这里边有对错问题,这本身就是需要预先说明的东西。例如2(1+3),有人说等于8,有人说这是俩数,2和4。你没说乘号省略,两种说法都对。
    但是,如果故意隐瞒这个预设,而单取一种说法,往好了说,这是一根筋,往恶心了说,这是在装B。当然,装B挨雷劈。


    IP属地:北京3楼2013-08-29 23:26
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      2025-07-28 08:03:49
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      我也只能说,在我眼里,2与1.999是不同的,前者指的是数轴上2的那个点,而后者,指的是与2相差一个无穷小的那个数。如果只是为了书写方便,直接写2就可以了,俺没那个心情去写1.99999


      IP属地:北京10楼2013-08-30 00:12
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        11楼你累不累啊,你直接就说
        -10^(-n)=0
        就得了,用那么多推导,最后得到个limAn=1......谁不知道啊?这就是推导0.9999的极限是1的过程,这过程不用你发,学过高数的都知道,故弄玄虚是咋的?
        你告诉我,从limAn=1,由于n→∞,怎么就“所以0.9999……=1”了呢?你这推导步子迈的太大,扯到蛋了。
        你只有证明,-10^(-n)=0,而不是lim(-10^(-n))=0,才能达到“不服不辨”这四个字。


        IP属地:北京14楼2013-08-30 00:31
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          讨论总结:
          根据我以上的证明,以及大家的讨论,包括引用链接中的讨论,可以看出这个问题的本质。并非1.999是否等于2的问题,而是一个无穷小量,是否等于0的问题。
          1.999=2-10^(-n),这里的后半部分包含了一个无穷小量。所有认为1.9999=2的人,默认了这样一个前提,即:无穷小等于0。
          借用某楼引用的维基百科中的说法:
          尽管如此,许多人们仍常感到怀疑,而提出进一步的辩解,这经常是由于存在不少对数学实数错误的观念等的背后因素(参见以下教育中遇到的怀疑一章节),例如认为每一个实数都有唯一的一个小数展开式,以及认为无限小(无穷小)不等于0,并且将0.999…视为一个不定值,即该值只是一直不断无限的微微扩张变大,因此与1的差永远是无限小而不是零,因此“永远都差一点”。我们可以构造出符合这些直观的数系,但是只能在用于初等数学或多数更高等数学中的标准实数系统之外进行,的确,某些设计含有“恰恰小于1”的数,不过,这些数一般与0.999…无关(因为与之相关的理论上和实践上都皆无实质用途),但在数学分析中引起了相当大的关注。
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          请注意,无穷小的建立,只能在“用于初等数学或多数更高等数学中的标准实数系统之外进行”。实数本身是一个有限概念,其中不包括运动过程,而无穷小则是描述运动的过程,而不是一个静止的数。因此,再借用维基百科中的话:
          考虑到以上的收敛数列,我们可以证明这个差的大小一定是小于任何一个正数的,也可以证明(详细内容参见阿基米德性质),唯一具有这个性质的实数是零。由于差是零,可知 1 和 0.999…是同一数,用相同的理由,也可以解释为什么“”;而该等式乘上3倍后成为“0.999… = 1”。
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          请注意,“唯一具有这个性质的 实 数 是零。”也即,在实数范围内讨论,由于实数只表述运动的结果,在实数中,只有完成的无穷小,因此,这个无穷小,只能是0。
          然而一个很简单的例子就可以说明,你用计算机是无论如何无法精确计算1/9的。这将导致的是无限循环,程序内存溢出。要进行计算,你只能对其取极限,令所有的无穷小都等于0。
          这种过程,请允许我用简单粗暴来形容。因为对于无穷小来说,会有1/n^2是1/n的高阶无穷小的研究,而在实数领域内,你无法进行如此的研究,因为他们都等于0。这个0比那个0更加高阶,这是没有意义的。
          所以,我在这里可以说,在实数范围内讨论无穷小是没有意义的,因为实数定义已经将无穷小全部取极限了。这也就导致了,实数虽然可以如此处理无穷小,但是对于无穷大,那是毫无办法。依稀记得,依据广义相对论得来的公式里,有着大量的无穷大。有些数学家简单的将无穷大在分数线上下约去,引起了极大争议。数学手段满足了计算,却失去了对其物理意义的探索。
          在此,再次引用某楼给出的链接中的话:
          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。
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          是的。当将无穷小过程理解为一个“数”,或者一个“结果”的话,它要等于0。如果不是如此,你无法计算。也即,为了满足计算的方便,我们必须抹去其过程。就好象,在工程数学里,其实书本里的所有那些令人头疼的代数运算,最终都变成一个个简单的结果公式。你只要背下这些公式,就可以得到满分。因为这些结果公式,与用0代替无穷小,或者用2代替1.99999一样,是这些过程的低阶近似。在处理精度不高的问题时,这些公式最方便。
          这就好像,大学生使用泰勒公式,高中生使用牛顿公式,都是直接将最后的无穷小余项忽略的。
          因此,我再次尝试终结此帖,在实数范围内,1.9999=2。


          IP属地:北京47楼2013-08-31 03:22
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            对总结,我再给出一些解释:
            第二次总结,承认,在实数范围内,我们要的是值,而不是运动的过程。当你只要一个确定的数的时候,无穷小=0。但,问题仍然存在,这部分问题,并不在实数范围内。
            严格的说,无穷小在何时等于0?在n=正无穷的时候。
            当你说,n趋向正无穷,你是在设定一个静止的正无穷,然后描述一个尚未达到结果的过程。而事实上,正无穷本身就是运动的。
            认为10^(-n)=0,你知道你们忽略的是什么前提么?我问你,n是多少?
            很多人会回答正无穷。正无穷又是多少?道格拉斯议长肯定会这样问你。你于是解释,什么对任意实数都存在一个XX,比无穷大小,比该实数大。
            但是很奇怪的是,为什么你必须用一个描述性的无穷大给n,而无法用无穷大的“值”给n,但是你却可以,“胆敢”,用一个0,来等于无穷小?
            你一旦这样做,你就已经假设n=无穷大了。然而,没有最大数,这是在实数轴的另一端,在你所能看到的范围外的东西。你必须描述这一超越的范畴,而不能简单的给它取值。
            归根结底,无穷小的运动有终点,其终点为0,这让人们心安理得的假装这一运动终将结束,结束于0;而对无穷大,其终点就是其自身,人们干脆给个符号,到底多少,没人知道。一旦自己的运算中出现了无穷大的结果,运算无法继续。
            第二次总结只是告诉你,研究n是有意义的,对无穷小的研究超越实数,实数里没有n,而高等数学里有。


            IP属地:北京55楼2013-08-31 13:03
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