0.9循环是否等于1?让我来介绍一下两方观点。
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有人认为0.9循环=1。理由是:
1)0.3循环=1/3,那么0.9循环等于0.3循环的3倍,也是1。
2)设x=0.9循环
10x=9.9循环
10x=9+0.9循环
10x=9+x
9x=9
x=1
3)1/9=0.1循环
等式两边乘9
1=0.9循环
4)通过证明小于0.9循环的数的集合与小于1的数的集合是等价的来证明两者是相等的。
5)通过0.9循环和1之间没有任何其他实数来证明两者是相等的。
6)11,商的第一位用0,而不用1,小数点后每一位都用9,则商为0.9循环。由于1除以1既等于1又等于0.9循环,故1=0.9循环。
此外,小学生读的书本上就是这么写的。不能理解的是九漏鱼。
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也有人认为:“0.9循环=1是否成立,取决于0.3循环等于1/3的前提是否成立。如果前提成立,则结论也成立;如果前提不成立,则结论也不成立。而这个前提是否成立取决于定义,它不是一个对错的问题,而是一个美丑的问题。”
对于前文第1)点,他们认为:“0.3循环表示一个小数,小数点前是0,小数点后是∞个3。那么,0.9循环也表示一个小数,小数点前是0,小数点后是∞个9。它跟1是有差异的。差多少呢?差这样一个小数,小数点前是0,小数点后有(∞-1)个0,最后一位是1。什么,不存在这样一个数?那么0.3循环这样一个数存不存在呢?无穷大是数不完的,因此不存在∞-1个0后有一个1?无穷不存在于现实中,循环小数也不存在于现实中。但在他们的思维中,既然可以想象小数点后有∞个9,当然也能想象小数点后有∞-1个0和一个1。”
对于第2)点,他们认为:“错误之处在于,第1行中的0.9循环表示小数点后面有∞个9。第3行中的0.9循环表示小数点后面有∞-1个9。两者不是相同的。其所犯的错误是不自洽地把无穷大看作是一个唯一的数字,而无穷大减一也是无穷大,因此两者是相同的。但无穷大是一类未知数,它们具有共同的大于任何有限数的性质,但它们不是一个数字。因此,∞和∞-1是不相等的。所以,上述论证不成立。”
对于第3)点,他们认为:“这种证明的错误在于第1个等式就不成立,1/9约等于(而非等于)0.1循环,两者只是无限接近。”
对于第4)点,他们认为:“小于0的数的集合与小于无穷小(o)的数的集合也是等价的,那么无穷小和零也是相等的。但o并不等于0。”
对于第5)点,他们认为:“0和o之间也没有任何其他实数,那么o和0也是相等的。但o并不等于0。”
对于第6)点,他们认为:“1除以1的商约等于(而非等于)0.9循环。”
他们还认为:“现实中没有任何物体的数量会是一个循环小数。在现实中0.9循环不存在,总会有这样一种情况,在小数点后列出了某一个9之后,由于事物的度量的离散性,再多一个9时,数量就等于1了。也就是说在现实中我们可以认为0.9循环等于1。但数学是一个纯粹思辨的学科。在数学中,两者不是相等的。”
他们认为:“只有一种情况下,0.9循环等于1,那就是规定0.3循环等于1/3。这种情况下,0.3循环只是1/3的另外一个表述方式。但如果是这样的话,用分数表示就好了,何必还要循环小数这么多此一举呢?”
他们认为:“把0.9循环和1等同带来了许多困惑。这种困惑不是来自对错的问题,而是美丑的问题。不把0.9循环和1等同,这样的数学更有美感。它仍是一件精美的艺术品,而不是到处是修修补补的蹩脚货。因为人们对于数学的期望与物理学不同。物理学家说0.9循环等于1不会有人反驳,但数学家就不能这么说。纯粹理性思辨的美感不容破坏。”
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以上是两派的观点。希望理性和感性地讨论,但任何一派也不要用火烧另一派。
猜猜我是怎么看的……更多关于无穷大的非唯一性和非现实性,请见文集《徐的哲学》的“形而上学”章节。