0.999......到底应不应该等于1？

zerowing

Pascal 发表于 2014-6-16 22:47
zero大侠：
1. 数量比较是不需要具体差值的，也就不存在假定最右一位的说法。比如咱俩来比身高，零侠身高 ...

: {* r; f7 N$ f9 M4 K1 MP大。我感觉讨论越来越有意思了。
1。数量比较比一定需要差值，因为只要有参照物即可。但是数值比较不同。可以借用你这个例子。（我没有那么高啊）。A身高1米8，B身高1米7，这样两个人站一起就知道差别。但是如果我们讨论二者身高差量同另外一个参照物，比如一颗手雷的比较时，直接的做法是把他们放一起，再比较。而当你不能把两个比较对象直观的放在一起时呢？或者对比时看参照物的具体位置变动呢？这样就没有办法比较了。或者说，A身高1米71，B身高1米7。这种小差距不能辨识的情况呢？所以我才强调，不要说1-0.99...的差值一定比0.1小这样的话，因为这种直观上的比较不能作为数学论证的依据。同样的例子就是歌德巴赫猜想。比如1+2=3。如果就是直观的讲的话，那就不需要证明了，不是吗？
所以，当讨论数值比较，特别是差值比较时，你至少是要确定这个值的。
2。关于这句“证明1-0.9...=0只需要证明│ 1-0.9...│ <任意给定正数就行了”。我感觉我们像是进入了一个鸡和蛋的哲学问题中。究竟是先有证明1-0.9...=0还是先有|1-0.9....|<任意给定正数。哈哈。这么说吧，
% l4 F, W4 t( y6 _3 C5 Z+ u我们先讨论下|1-0.9....|<任意给定正数这句话。比如我给定一个正数0.1，你该如何证明1-0.9....小于0.1呢？你可以说，1-0.9=0.1。1-0.99=0.01<0.1。所以，1-0.99...<0.1。但是问题就出来了，你计算前两个式子的时候，是有限位计算，按找张先生的理论，是有意义的。而问题就出在第三步上。0.99...=0.99吗？0.99...>0.99吗？0.99...<0.99吗？所有的这三个比较式你都不能直接使用，你都必须先要证明一个确定的关系发生在0.99..同0.99之间。而如何确定，这就是需要四则运算的地方。比如0.99...同0.99在小数点后的前两位相同，但0.99..右侧还有数位。即0.99...=0.99+0.009...，而0.009..>0，所以0.99..<0.99。而这之中，实际上你已经在用一次四则运算了。所以，说这么多，其实就是一句话，如果抛弃四则运算本身，|1-0.9....|<任意给定正数 这个问题不可证。既然不可证，那么至少你不能用这个式子说明1=0.99...
接着就是1=0.99..的证明，其实你可以去看各种的证明的方法，有级数计算的，有错位相减的。但是最终都是在一个进行四则运算的基础上。比如说级数计算的。0.99...=9*(1/10)+9*(1/10)^2....9*(1/10)^n。然后通过等比数列和法求的
0.99..=1-lim(1/10)^n=1。而这其中，其实也是在四则运算。如果严格按照张先生的理论，那么同样，9*（1/10）^n是找不到的右位，那么最后的lim(1/10)^n原则上也不应该出现。说白了，就是不可证。
3 L0 g% @. k7 C# @0 m2 s8 q总之，通过假设推论，如果因为找不到右位而否定四运算的可行性，那么现有的多数证明本身都是不成立的。1-0.99...同“任意给定正数”的比较就成了鸡蛋问题。哈哈。
6 u: o5 i- D( c% L3。我不太明白大侠写这三个式子同证明1-0.99..的差值和任意正数的关系有什么联系。
- j# R( y. a5 m4 H/ O& X4。我写的那个式子，希望大侠看全。
1/3+1/3=0.333...+0.333...=0+3*(1/10)+...+3*(1/10)^n+0+3*(1/10)+...+3*(1/10)^n=0+2*3*(1/10)+...+2*3*(1/10)^n=0.6666.....=2/3
其关键是第二个等号的右侧。因为那一部分的计算是脱离小数但却符合小数各数位四则的部分。也就是说，讲0.33..级数话，然后各级数的分数表达做加法。换句话说，如果你承认这种级数分数的运算方法是对的，这跟直接去计算无限循环小数的各数位是一致的。因为，0.33...+0.33...四则运算的时候实际上是0.3+0.3+0.03+0.03+0.003+0.003+....。说白了，无论你是否能找到右位，级数计算和直接小数计算都是在这样进行的。唯一让人疑惑的就是进位，但我之前阐述过了，其实进位并不是问题。

Pascal

zerowing 发表于 2014-6-17 00:06
: p5 N; ^8 Y" X: SP大。我感觉讨论越来越有意思了。
1。数量比较比一定需要差值，因为只要有参照物即可。但是数值比较不同 ...

# F) |1 ?' X% [( l1. 数值比较同样不需要具体差值。
假设咱俩穿越下，来到一个古代，那时人们还没有具体数的概念，但有多少的概念。零侠你是元帅，统领一大群兵，还有一大群马。我是你朋友，跑过来看你，你很高兴，请我喝酒。然后我问你一个问题，零帅，你到底是兵多呢，还是马多呢？你回答不了，因为那时不会数数，但咱们还是想到了一个办法，让每个兵去牵一匹马。最后有兵没牵到马，说明兵多；有马没兵牵，说明马多；以上两种情况都没有，说明兵和马一样多。
' e3 l0 I0 o! b  O另外从历史上看，多少的概念比减法概念出现的要早很多。所以说数值比较不需要具体差值。至于“小差距不能辨识的情况呢”，放大呀，数学最擅长这个了。
2.” 0.99...=0.99吗？0.99...>0.99吗？0.99...<0.99吗？”
4 V5 n( h9 P3 R0 {8 K1 t) @' T零侠后面有0.333...=0+3*(1/10)+...+3*(1/10)^n+0+3*(1/10)+...+3*(1/10)^n，同样可以展开0.99.....啊，很容易就能证明0.99...>0.99。不存在鸡蛋问题。
3. 下面3个算式只是想说明有些无限小数是可以运算的，只要有定义。
    0.1....-0.1.....=0
    1x0.1....=0.1.....
0 f, v6 ^" a0 H( E! l: e( ?    0.1.....+0=0.1.....
7 z* f' }$ z( f( V4. “我写的那个式子，希望大侠看全。
1/3+1/3=0.333...+0.333...=0+3*(1/10)+...+3*(1/10)^n+0+3*(1/10)+...+3*(1/10)^n=0+2*3*(1/10)+...+2*3*(1/10)^n=0.6666.....=2/3”
+ F" }, E: {6 ^& F  上面运算的实质是极限，并没有定义/证明无限小数的运算规则。
5. “其实进位并不是问题。”因为咱们讨论的1/3、1/9有点特殊，循环节只有1位。循环节不同的小数怎么加？1/3+π怎么加？

zerowing

Pascal 发表于 2014-6-17 10:09
1. 数值比较同样不需要具体差值。
假设咱俩穿越下，来到一个古代，那时人们还没有具体数的概念，但有多少 ...

* ?8 y# O. |: Y3 ~3 A' C1。呵呵，你的例子很有意思。但是还是那句话，不能作为一个定理来应用于证明。不扯那么远的例子，就说1和0.99..的差值，这么说，我们不四则，也不知道差值究竟有多少，然后我给了一个小实数，0.000....001，在1的前面有n个，或者无限个零。那么你该如何比较这个差值和这个小实数的大小呢？你可以证明，1-0.99..的有限位差值小于0.1,0.01等等，但是推倒无限位的时候，你既不能通过四则运算得到一个实际的差值，又不能通过所谓的观察法得到差值小于另一个差值的结论，那么你该怎么办呢？如果我们把这个推广到那个人和马的例子上。比如人很多，马也很多。前面不断的有人在牵马，后面还有很长的队在等待牵马，而检查的人在检查到一半的时候就已经说不清究竟谁牵过马，谁没有了。那么这种情况，你还有办法比较吗？另外，这个例子其实是在一个参照系下进行的。当你换了参照系呢？比如那个著名的新龟兔赛跑的例子，乌龟和兔子两人从一点出发自东向西跑，裁判是太阳。最后的结果就是乌龟比兔子跑得快。哈哈。这也是为什么我说这样的所谓可比性不能作为证明的依据的原因。
2。呵呵，我希望你再看下我的话。0.99....可以通过级数展开，但是分数展开的本身实际上等价于小数逐位展开的本身。换句或说，220就等价于200+20+0, 等价于2*100+2*10+0*1。同样的，0.3165=0+3*（1/10）+1*(1/10)^2+6*(1/10)^3+5*(1/10)^4也等价于0+3*0.1+1*0.01+6*0.001+5*0.0001。这样的式子恒等价，因为这是实数构成的基本法则，即逐位安置。而逐位安置本身就是在应用四则运算。所以，如果说无限小数不能进行四则运算，那么同样的，0.99...就不能写成0+9*0.1+9*0.01+9*0.001....这种形势。因为你后面的无限位数该如何相加呢？是否会有进位呢？是否在某一位，9*（1/10）^n=0了呢？既然不能这样写，那么还是那个问题，你怎么比较呢？
3。这三个例子其实不是在说无限小数可以运算，而是在说任意实数的一个通性。这个通性本身跟四则运算没有什么关系。
4。那个式子的关键在于逐位安置，然后逐位相加。所以才有2*3*（1/10）的写法。就像我前面说的，逐位安置是实数构成的基本法则。如果你承认这种逐位相加，那么跟你在运算0.33...+0.33..的逐位相加有什么区别呢？只是因为一个是分数的逐位形势一个是小数的逐位形势吗？这才是这个长等式要表述的问题。跟级数也好，跟极限也好，都没有关系。本质是数字构成。
5。我在更早的回复里提到过，进位计算对于无限循环小数不是问题，对于无理数比较麻烦。而实际上，即便不使用小数形势进行计算，你依旧没有办法计算无理数。比如1/3+Pi，他究竟是多少呢？或者说他究竟等于一个什么像的无限不循环小数呢？同样的，如果你不用1/3的小数形势0.33...同Pi的有限小数形势比如3.14159进行四则运算，你有什么办法从1/3+Pi这个式子中得到一个数值解吗？没有！你不仅得不到一个无限右位的解，也得不到一个有限右位的解。不是吗？

Pascal

6 C# e/ O) q& T* l0 R7 `4 @; t, W( Q

zerowing 发表于 2014-6-17 14:20
- Y: d: }' C( ~' @# F1。呵呵，你的例子很有意思。但是还是那句话，不能作为一个定理来应用于证明。不扯那么远的例子，就说1和 ...

( k7 p' ~  m8 S: @3 o
% |7 j' s8 a# Q3 \; D6 {9 |1 pzero大侠：

1.  故事，而且还是虚拟的故事自然不能当定理用。可是我用的方法是可以当定理用的。

     因为我在2个集合的元素之间建立起了一一对应的关系。一一对应准则是康托尔集合论的基石，集合论与现代数学的关系我   
     就不说了。

2.  “ 0.000....001，在1的前面有n个，或者无限个零”，无限个零说法是不对的，具体见截图--最后一位。
7 A$ j; e$ v$ |9 l: h2 x/ f( g

3.  “你可以证明，1-0.99..的有限位差值小于0.1,0.01等等，但是推倒无限位的时候，”
      为什么要推到无限位呢？我只要证明│ 1-0.9...│ <任意给定正数就行了，只要你给定了一个数，这个数就固定下来了，我肯
      定能证明│ 1-0.9...│<这个数，按照实数系的阿基米德性质，就能得到│ 1-0.9...│=0。

4.  “你既不能通过四则运算得到一个实际的差值，又不能通过所谓的观察法得到差值小于另一个差值的结论，”
      怎么不能得到差值小于另一个差值？见截图--实数的比较，来自张筑生的数学分析。

      由比较规则轻松可得0.9....>0.9或0.99或0.999。

5.   实际生活中，如果零侠有个几万兵马，我那个方法确实很难执行；如果零侠只有几十兵马，几分钟结果就出来了。不过从数
      学上看，几十兵马可以用这种方法判别多少？那几万兵马同样可以用这种方法判别多少！

6.  “0.99...就不能写成0+9*0.1+9*0.01+9*0.001....这种形式。因为你后面的无限位数该如何相加呢？”
' @, E( t) _7 P      为什么要硬加呢？无穷级数和难道是一项一项加出来的？

7.  “那个式子的关键在于逐位安置，然后逐位相加”

      逐位安置我承认，可为什么要逐位相加呢？理由同第6点。

8.  “如果你不用1/3的小数形势0.33...同Pi的有限小数形势比如3.14159进行四则运算，你有什么办法从1/3+Pi这个式子中得到一个
: R. T) H$ d2 R7 c      数值解吗？”

     有一个很用力的近似计算工具，叫逼近。数值解，可以呀，你要精确到几位小数？

     零侠可以回顾下人类认识π的历史，从周三径一开始，虽然人们不知道π具体数值，甚至不知道π是无理数，但已经把π控制在
2 Z$ T0 ?. W! N$ G' O& ~     3~4了，到刘徽的割圆术，就可以把π控制在很精确的范围了；π可以逼近，π+1/3同样可以逼近。