数学者 发表于 2009-12-4 22:53

比较1跟0.999999...之间的大小关系

本帖最后由 数学者 于 2010-4-25 16:20 编辑

求助:如何用数学方法证明1跟0.9999...(无穷个9)之间的关系呢?
    若只比较最高位数字的大小,显然1>0.9999...
    然而,若将两个数都除于3,即有1/3=0.3333...(无穷个3)= 0.999.../3=0.3333...
    以上两种方法得到的结果显然不同,是上述某种方法不够恰当,还是两个数字之间另有其他什么关系呢?
    恳望各位高手帮忙用数学方法解决一下,不胜感激!

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zhaoqy 发表于 2009-12-4 23:01

核心问题就是0.999...是什么东西. 我们不知道它是不是有理数, 因此只能用有理数的极限来表示它:
0.999... = lim 0.99..99(n个9)
注意右边的极限就是1.

更好的理解请看看实数系的构造, Dedekind分割和有理数的Cauchy列两种定义都可以说明相等.

buct 发表于 2009-12-4 23:06

0.9999999_____n个=1-1/10000000000000000(n个0)不知对不对

厚积薄发 发表于 2009-12-4 23:49

进行大小比较,先将两个数都变成无穷小数,利用无穷小数的n位不足近似或者n位过剩近似去比较,即可得到。具体可以参考《数学分析》华东师范大学数学系编的有高教出版,第三版的第一章内容即可

数学者 发表于 2009-12-4 23:56

我将版主的方法改写成下面的形式:
lim(1*10^n-0.999...*10^n)=1  (n趋向无穷)
则1*10^n > 0.999...*10^n
两边再同除于10^n将不改变它们之间的大小关系,即1 > 0.999...
这样是否又是跟2楼的结论相矛盾了?

08dlut 发表于 2009-12-5 09:19

楼上的极限算错了,应是lim(1*10^n-0.999...*10^n)=0
另外二楼的做法是对的

wanghuizan2004 发表于 2009-12-5 10:55

两者是相等的。0.9999999...是无限循环小数,这里用等比数列和极限理论证明即可。严格证明如下:
证明:
0.99999....=9*(1/10+(1/10)^2+(1/10)^3+(1/10)^4+(1/10)^5+...)  等比数列求和公式a1*(1-q^n)/(1-q)并求极限
           =9*(1/9)
                =1
证毕!
申请加精!:)

山心豆 发表于 2009-12-5 11:37

2楼和9楼正解,我就不重复了。
有些问题就是让人觉得感觉很简单,却琢磨不透。

这让我想到一个以前在贴吧看到的问题,1/3=0.33333333…,0.333333…*3=0.999999……不等于1!
两个题目有点类似哈!看来很多人在学习过程中都会遇到这样的困惑。

数学者 发表于 2009-12-5 12:26

嗯,明白了,多谢各位的指点~:handshake

funintears 发表于 2009-12-6 14:53

本帖最后由 funintears 于 2009-12-6 14:55 编辑

这涉及到p进制无限小数的问题。我们将大于0小于等于1的数用p进制无限小数表示是指an/p^n对n求和,这里an可以等于0,1,2……p-1,并且有无限多个an不等于0.可以证明任意大于0小于等于1的实数都可以唯一用p进制表示法表示。在这样定义下。1不表示为1.0000……,而表示为0.9999……。这是合理的。可以由级数收敛说明9/(10^n)对n从1到无穷求和是收敛的且等于1。7楼已经给出具体方法了。
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