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      如何用基礎數學證明0.999……=1?無窮帶給人類的困惑和深層思考

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      問小伙伴們一個問題:無限循環小說0.999......和1誰大?



      如果你只有小學或者初中數學水平,大概率會認為1更大。

      如果你有高中數學水平,大概率認為兩者一樣大,并能夠給出簡單的證明。

      如果你有大學數學水平,也會認為兩個數一樣大,嚴格來講并不是兩個數,本來就是一個數。你甚至可以利用微積分等高等數學思想加以嚴格證明。

      其實答案很簡單,0.999......和1根本不存在大小的問題,因為兩者本來就是一個數,當然一樣大了。



      其實利用實數和數軸的關系就可以通俗理解為什么兩者是一個數。我們都知道實數與數軸上的點是一一對應的,兩個實數之間不管多么靠近,一定存在其他實數,而且數量是無數個。

      如果你理解了這點,問題就好辦多了。

      0.999......和1之間你能找到其他實數嗎?

      肯定找不到。如果你非要說自己能找到,請找出來一個留言告訴我。

      既然找不到,就說明一個問題,0.999......和1本來就是一個數!

      其實如果你是一個善于思考的小伙伴,上小學時就應該能悟出0.999......為什么等于1了。

      小學課上老師經常說對我們講1/3等于0.333......,相信很多人都接受吧。

      那么把兩邊都乘以3,答案非常明了。

      如果你不接受以上證明過程,再來一個更直接的。



      設0.999......=x,很明顯9.999......=10x。

      后面的等式減去前面的等式,就是變成了9=9x,于是x=1。

      證明結束。

      但是,對于某些杠精來講,無論如何都不能接受9.999......=10x,他們會說9.999......與0.999......相比,小數點后面少了一個9。

      如果非要這樣抬杠,神來了也沒辦法,因為我們不能把小數點后面的9全部寫完,然后進行數量對比,看看到底誰的9多,是不是多一個9。

      還有人會這樣質疑:1比0.999......大了0.000......1,這看起來似乎很有道理,但其實毫無道理。

      所謂的0.000......1根本不存在這樣的數,既然后面有數字1,那就證明0.000......1小數點后面的0不是無限多個,不管再多也是有限的!



      其實很明顯,總結一點就是,認為0.999......和1不相等的小伙伴,都是用有限的思維方式去衡量無限的概念!

      無限的概念,在人類數學史上確實給人們造成很大的困惑,甚至引發了三次數學危機。但時至今日,對于0.999......和1大小的問題,早就不是問題了。

      一句話:我們不能用有限的思維方式去衡量無限的概念

      就好比“自然數和偶數哪個多?”的問題,由于自然數包括奇數和偶數,是整體與局部的關系,很多人會想當然認為自然數比偶數多。



      實際上自然數和偶數一樣多,因為自然數和偶數能夠做到一一對應,你隨便找個自然數,都會有一個偶數與之對應,兩者當然一樣多了。

      但是,很多人潛意識里很難接受自然數和偶數一樣多的事實,究其原因,就是因為很多時候,我們會下意識地用有限的思維方式去衡量無限的概念。

      再說一個相對高深的例子,實數是由有理數和無理數組成的,有理數和無理數都有無窮多個,你認為有理數和無理數誰多呢?



      答案是:無理數更多,而且比有理數多得多!有理數的數量在無理數面前簡直就是渣渣。可以這么通俗理解,有理數的數量是無窮,那么無理數的數量就是無窮的無窮。

      無窮也是有等級之分的,專業術語描述就是“勢”!

      有理數和無理數在數軸上表示出來都是稠密的,都是緊挨在一起的,但無理數比有理數更稠密。

      打個比方就明白了,比如說有100個人,分別代表100個有理數,這100個人緊挨在一起站成一排,彼此沒有任何縫隙,這夠稠密了吧?

      但是不管這100個人之間有多稠密,都可以塞進無數個無理數(當然也可以塞進無數個有理數,這里就不具體展開詳述了,展開的話估計一天也講不完)。

      有人可能會有疑問:100個人都已經站那么稠密了,還怎么塞進無理數呢?況且還是無數個無理數?



      其實很簡單,你只需要把無理數通俗理解為“鬼”就可以了!不管兩個人挨得有多緊,都可以塞進無數個“鬼”!

      其實無限的概念對我們理解宇宙也很有幫助,很多人會認為宇宙是無限大的,但每每想到無限大的宇宙到底是怎樣一種存在狀態,就會很困惑。

      之所以會產生困惑,就是因為無限的概念超出了人類大腦能感知的范圍,能理解的范圍。

      我們平時看到的任何事物都是有限的,因此,在有限的世界里感知到的真理,一旦遇到無限就會顯得無能為力。

      很多人接受宇宙是無限的,但無限的宇宙總是帶給我們很大的困惑,正如0.999......與1的大小比較一樣,同樣帶給很多人感知上的困惑。



      很多人會下意識地去想象無限大的宇宙到底有多大,其實當我們這樣想的時候,就注定不會有結果,因為我們其實一直在用有限的思維去衡量無限的宇宙。

      最后,出一個有關無限的數學問題:

      在數軸上隨便砍一刀(假設這把刀沒有厚度),砍到有理數的概率是多少呢?

      答案是:0!

      但是,砍到有理數的概率是0,不代表就不能砍到有理數!

      說白了就是“概率為零的事件也有可能發生”!兩者并不矛盾,至于為什么,這里就不詳述了,留給大家思考,如果你能想明白,說明你對無限的概念有了更深的了解!



      如果想不明白,也沒關系,多數人其實都想不明白,數學專業的畢竟不多!

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