0.99999……=1,跟我们的直观感觉不同,明明0.99999……没到1呀,怎么就等于1了呢?
数学就是这么反直觉,但是又确实是这么回事。
下面我们来说明一下。
首先,咱们说一个大家都能懂的证明。
我们令n=0.99999……
下一步,两边等式两边同时乘以10,于是得到:
10n等于9.99999……
没毛病,对不对?
好,我们再两边同时减去一个n,于是得到:
9n=9(n=0.99999……我们前面设定过)
那么,我们再两边同时除以9,得到n=1,也就是说0.99999……=1
这是一个中学生都能看懂的证明,证明结果就是这样,让人不得不信。
可是你就是感觉奇怪,为了说服自己,我们需要点【极限与无穷】的知识了。
极限与无穷
0.99999……,是一个无限循环小数,它无限趋近于1。
这一步能懂吧?
在数轴上,0和1之间,你可以说还有无限个数,哪怕是0.9和1之间,你都能找到无限个数,而0.99999……和1之间,你能找到一个数吗?
没有的,没有数介于0.99999……和1之间。
如果说它不是1,那么它和1之间相差的是什么呢?
是0.00000000……无限个0?
这是个数吗?
不是,它甚至不是一个数,它是无穷小。
0后面永远不会出现1,因为0.99999……这个数的9是在无限循环的,无限趋近于1。
所以,0.99999……和1是等价的,且0.99999……必须等于1。
不然它们之间在数轴上要有空格,但事实是没有空格——
你找不到空格。
是不是越说越迷糊了?
其实,无穷的性质跟普通的数字完全不同。
很多人觉得自己懂无穷,然而你只知道无穷是【没有尽头】而已,或者你认为无穷是一个非常大的数。
不对,无穷不是静态的数,而是动态的趋势。
无穷大就是无限增加的趋势,无限接近就是一直在接近。
无穷,无限还分等级。
更快的趋势叫高阶无穷。
比如,y=x^2就比y=x这个函数变化的趋势更快,那么y=x^2就是更高阶的无穷大。
0.9999……无限接近于1,没有人比它更接近,它是接近于1的最高阶无穷,它就是1。
事实上在做高等数学题时,无限趋近于1,答案就是1。
这就是本期的分享了。
谢谢阅读,本文结束。