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【干货】从零开始的1=0.999...的证明

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太长不看版:直接看图片中的3.1节,但可能会觉得不知所云
重要的事情提前说:文章零零碎碎写了近一周,如有疏漏请轻喷,但不接受无理抬杠。
1=0.999...这个结论的证明并不困难,难在把这个问题“说清楚”,并且使人信服。你可以通过定义1=0.999...的方式来直接证明这个结论,这样的方式确实“说得很清楚”,很难做到让人信服。事实上刻画完实数之后,1=0.999...就已经是一个显然的结论了,但难免使人产生“通过定义1=0.999...来证明1=0.999...”的质疑,曾经我看到过一篇利用戴德金定理的证明,证明本身已经非常严谨,就受到了“凭什么这么去定义”的质疑。因此本人在前几章通过不少“废话”,来一点点地说明一些关于实数的定义的由来,这些定义并不是像直接定义1=0.999...那样无厘头地就产生的,而是伴随着数系的扩张一点点地完善的。
那么有人可能会问这样乱七八糟的一堆公理确实能推出来1=0.999...,但凭什么我要相信这个所谓标准分析的公理体系。确实任何人都无法评价一个公理体系是对是错,但这个标准分析的公理体系已然成为当今数学的基础,因此本人在前面给出了一些诸如阿基米德性(定理2.2.1)、有理数稠密性(定理2.3.1)、实数完备性(定理2.3.2)这些“知名度较高”的基础结论的证明。而由此建立的数学大厦已经融入了我们生活的方方面面。本人不否认其他公理体系的存在,但讨论任何问题都应该在一个固定公理体系讨论下才有意义。从目前来看,标准分析这一公理体系在生活中的应用最为广泛,因此讨论实数问题时应当首选标准分析的体系。
本人希望这篇文章能够说服那些靠臆想认为0.999...<1能够成立的人们。但对于那些顽固不化、抬杠不止的人,本人也希望这篇文章能够成为持有正确观点的人的工具,当你被抬杠兜圈时,至少你能够坚信自己是正确的,并把这篇文章甩他一脸。









IP属地:浙江1楼2020-10-02 15:43回复
    本帖已转载到高数吧 https://tieba.baidu.com/p/6993823132


    IP属地:浙江2楼2020-10-02 15:45
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      帮顶。


      IP属地:湖南来自Android客户端4楼2020-10-02 15:48
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        哈哈,我一直都认为是不相等的,1总是比0.9999....要大


        IP属地:广西来自iPhone客户端5楼2020-10-02 16:05
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          来自Android客户端7楼2020-10-02 18:57
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            啊这


            IP属地:广东来自Android客户端9楼2020-10-02 21:38
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              别让lz辛苦写的干货就这么沉了


              IP属地:浙江来自Android客户端10楼2020-10-03 00:37
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                朋友,我之前没有看过你的贴子,不过我仍然愿意帮你顶一个


                来自Android客户端11楼2020-10-03 01:19
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                  13楼2020-10-03 11:33
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                    没必要和和民科争论。通过皮亚诺公理和加法定义得到自然数,自然数加减法得到整数,整数的比值(乘除法)得到有理数,有理数完备化得到实数。最后一步是民科不能理解的。如果民科聪明的话早就学会了。民科本身水平就很低,而且心理上排斥学习。所以和民科说也是白说的。
                    学不会大学的知识,又觉得自己很聪明的人很多。正常人学不明白的时候就会认识到自己数学水平不行,或者天赋不够。要么变得更虚心,想办法弄明白自己不懂的知识,要么直接放弃,去做别的事情。有的人觉得自己这么聪明的人都学不会的东西肯定就是错的,变成了民科。宁愿自己编一套错漏百出,不合逻辑的理论硬来,也不愿意思考或者学习自己原来没学懂的地方。
                    其实民科智商虽然低,但硬学还是能学会的,因为毕竟只是大一最简单的东西,一点点啃还是能学会。民科最大的问题是智商不行,心理上还接受不了。只能想办法把自己理解不了的理论说成是错的,自我安慰


                    IP属地:广东16楼2020-10-03 12:06
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                      说起来,既然有些人觉得一定要存在一个0.00…1,那么构造出这样一个数也不是不可以,但你得给出定义。
                      数列an:0.9,0.99,0.999,0.9999…
                      数列bn:0.1,0.01,0.001,0.0001…
                      定义0.999…表示an的极限,0.000…1表示bn的极限,显然,前者为1,后者为0。


                      IP属地:江苏来自Android客户端17楼2020-10-03 13:06
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                        实数空间的构造方式太多了,只对一种构造方式证明的话很难说服别人。中学生只要明白数轴就能知道这两个数,并不需要用这些高深地构造,反过来问什么这些构造最后跟中学阶段按数轴去理解是一致的,也没有证明。


                        IP属地:上海18楼2020-10-03 13:07
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                          楼主真是花了时间。 真和数学有缘者应该能欣赏其严密性。 还没有弄懂者,自己多想一想。
                          本贴应该加精。
                          =================
                          这是一个老问题,在数学的完备实数系中,只要推定 “0.999循环“ 是实数,就可以证明 即“0.999…”所表示的数与“1”相同。 目前该等式已经有各式各样的证明式;它们各有不同的严谨性、背景假设,且都蕴含实数的实质条件,即阿基米德公理。 很多种证明方法都已经发表在经同行评议过的学术刊物上了!


                          IP属地:加拿大21楼2020-10-04 07:38
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