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初中數(shù)學有一個知識,是把循環(huán)小數(shù)化為分數(shù)的方法。并且利用這種方法,似乎可以證明0.9的循環(huán)小數(shù)等于1. 那這是真的嗎? 下面老黃先介紹這種方法,它利用的是一元一次方程的求解,非常簡單的。比如,將我們熟悉的0.3的循環(huán)小數(shù)轉(zhuǎn)化成三分之一。只要設0.3的循環(huán)小數(shù)為未知數(shù)x,那么10x就等于3.3的循環(huán)小數(shù)。 看起來很明顯的,就有10x-x=3,從而解得x=1/3. 看起來多么天衣無縫。用同樣的方法,就可以證明0.9的循環(huán)小數(shù)等于1。 就是設0.9的循環(huán)小數(shù)為未知數(shù)x,那么10x就等于9.9的循環(huán)小數(shù),從而10x-x=9,這不就求得x=1了嗎?即0.9的循環(huán)小數(shù)等于1. 老黃覺得,之所以0.9的循環(huán)小數(shù)被認定等于1,是因為我們提不出反駁的理由。如果我們換一種思路,結(jié)果可能會不一樣。上面的計算方法,是基于0.999……不論乘以10,還是100,甚至是1000,10000,得到9.99……,99.9……等,它們的小數(shù)部分是一直保持不變的基礎上才成立的。 假如我們把0.9的循環(huán)小數(shù)寫成,0.9……99,情況就完全不同了。其實這種寫法中,小數(shù)部分仍有無數(shù)個9,只不過被省略的部分在中間,而不是在最后。這樣的話,10x就變成9.9……9,小數(shù)部分仍是無窮多個9,但比前面少了一個9. 從而10x-x=8.9……91. x就等于8.9……91除以9,結(jié)果還是0.9……99. 這樣的運算,難道不比前面的方法更合理嗎? 同樣的,把0.3的循環(huán)小數(shù)寫成0.3……33,那么10x就等于3.3……3,10x-x=2.9……97. 用2.9……97除以9,結(jié)果仍是0.3……33. 所以你可以想一下,為什么求得0.9……99=0.9……99,不如0.9……99=1;同樣的,求得0.3……33=0.3……33,不如0.3……33=1/3,這是什么道理。 事實上,0.9的循環(huán)小數(shù)并不等于1,0.3的循環(huán)小數(shù)也并不等于1/3。而是0.9的循環(huán)小數(shù)的極限等于1,0.3的循環(huán)小數(shù)的極限等于1/3。 老黃更愿意把0.9的循環(huán)小數(shù)和0.3的循環(huán)小數(shù)等循環(huán)小數(shù)看作一個變量,而1和1/3分別是這兩個變量的定義域。 所以用1除以3,得到的0.3的循環(huán)小數(shù),是有一個值域的。在這個值域中,有無數(shù)個0.3的循環(huán)小數(shù),當我們反過來要把0.3的循環(huán)小數(shù)化成分數(shù)時,我們并無法同時取所有的值,所以我們隨便取得的,都只是無窮個0.3的循環(huán)小數(shù)中的一個,它是不能計算出1/3來的,而只能算出它本身而已。0.9的循環(huán)小數(shù)自然也是同樣的道理。 沒錯,數(shù)字的本質(zhì)不應該是我們平時想象的那么具體,而應該是一個類似量子糾纏的狀態(tài)才對,那才是數(shù)字的本質(zhì)。這就是勇士“追不上”烏龜?shù)母驹?。而我們平時用來描述事物的“數(shù)字”,只是把數(shù)字當做一種工具,而并非數(shù)字本身的本質(zhì)。 |
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來自: 老黃的圖書館 > 《老黃窮一生探究數(shù)學》