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总之,无论人们用多少种方法证明了:0.99循环=1,可就是会有人不相信,这也使得我很恼火。
然而,当我看到网上的主流证明方法时,就理解了他们——
这证明得根本不对啊!!!
主流证明方法是这样的:
设x=0.99循环
则10x=9.99循环
10x-x=9x=9
∴x=1
证毕
我想说的是:有穷的数的四则运算,你怎么知道无穷的小数可以这样算呢?
所以,要我说,应该这样证……
0.99循环=lim(n→∞)(1-1/(10^n))
当n→∞时,10^n趋向正无穷,1/(10^n)趋向0
lim(n→∞)(1-1/(10^n))=1-lim(n→∞)1/(10^n)=1-0=1
所以0.99循环=1
我知道到这里会有人不服啊,他们会说:有穷的数的四则运算,为什么无穷的小数不可以这样算呢?
诶,看看下面就知道了:
我们先回顾:0.99循环本质是级数极限
0.99循环=lim(n→∞)(9/10+9/10²+…+9/10ⁿ)
现在我们想做这一步:x=0.99循环,推出10x=9.99循环。
对有限项:如果是x_n=0.99…9(n个9)
10*x_n=9.99…9(小数点后n−1个9,这个是有限数,完全没问题。
但是当n走向无穷的时候,10・lim x_n是否等于lim(10・x_n)?
这一步才是关键!
lim(10・x_n)=10・lim x_n,这个等式不是理所当然,它来自极限的运算法则:常数可以提取到极限符号外面。
只有确认了:常数倍数可以和极限交换顺序,也就是lim(k・aₙ)=k・lim(aₙ),我们才有合法依据把10乘进极限里面。
写出来就是:
x=0.99循环=lim(n→∞)xₙ,其中xₙ=0.99…9(n个9)
10x=10・lim(n→∞)xₙ
根据极限数乘性质:10・lim xₙ=lim(n→∞)(10・xₙ)
10・xₙ=9−9/(10ⁿ)
所以lim(n→∞)(10・xₙ)=lim(n→∞)[9−9/(10ⁿ)]=9
于是:x=lim(n→∞)(1−1/10ⁿ)=1
你,想明白了吗?
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