无限循环小数0.999…为什么不能等于1?
(2018-10-02 17:34:53)
标签:
无限循环小数
动态性质
静态性质
0.999…
【摘 要】 唯心主义数学家将无限循环小数 0.999…
作为纯粹的、抽象的数,不去辨别它的动态、静态性质,错误地将其认定为有理数,得出“0.999… =
1”的荒谬结论,它相当于“部分等于整体”、“生等于死”,与人类的经验严重冲突,必须予以揭露和批判。
【关键词】无限循环小数;动态性质;静态性质;0.999…
在数学中,无限循环小数 0.999… 是一个非常特别的数,它到底等于 1,还是不等于
1?这个问题,引起了无休无止的争论。
要弄清这个问题,我们必须对它进行分析,搞清它在现实中代表着什么事物,应该具有什么性质。
从形式上看,无限循环小数 0.999… 首先是一个小数,其次是一个无穷等比级数的和
http://s16/bmiddle/002u2iHDzy7o5onVf9J7f&690
这是没有任何争议的。
如果将这个小数标在数轴上,我们首先要找到 0.9 这个点,之后再找 0.99 这个点,再找到 0.999
这个点,就这样一直找下去,永无休止。
如同在屏幕上的一个亮点,沿着水平方向移动,0.9、0.99、0.999、……,它移动的幅度越来越小,变化越来越轻微,终于到了肉眼无法觉察的程度。然而我们知道,即使用放大镜也发现不了它的变化时,它仍然在移动着。
所以,无限循环小数 0.999… 是一个永远在单向移动着的点。
在现实世界中,是否存在“永远在单向移动着”的事物吗?
有。
考虑到物质的量子性,现实世界中的物体是由不可分割的最小微粒组成的,任何物体都是由固定数量的量子组成的,当它被制造出来以后,就不再发生变化,它的容量性质就确定了。数学中确定的有理数,如整数、分数、有限小数,都能与静态事物相对应。在英语中,这种状态应该用“完成时”来描述。
但是,世界上还存在着另一类事物,它们一直在变化着、运动着。比如,一株正在生长的植物,它的体积每时每刻都在增长,越是接近它的死亡,它的生长就越是缓慢。如果需要用数学来描述它的生长过程,小数点后面具有无限位小数的无限小数就是最佳选择。在英语中,这种状态应该用“进行时”来描述。
在当今的数学体系中,有一件非常怪诞的事,就是将无限不循环小数如圆周率、根号2等列入无理数,却将其中的特例——无限循环小数列入有理数。这是十分荒谬的,必须彻底纠正。
无限不循环小数、无限循环小数都是无限小数,都是“进行时”,后者只是前者的一个特例而已,是无理数家族的正式成员、同一个战壕的战友,是自己人,不能歧视它,将其排挤出无理数大家庭,让它变成“完成时”。
所有的无限小数都是无理数,0.999… 是正宗的无理数。
有理数(有限小数)对应着已经死亡的事物,是完成时;无理数(无限小数)对应着具有生命活力的事物,是进行时。
无理数 0.999… 在现实中的原型就是具有生命活力的事物。
例如,1 株已经死亡的棉花秧苗的体积是1立方米,10 株已经死亡的棉花秧苗的体积,1 × 10 = 10
立方米,它们都是有理数。
1 株正在生长的棉花秧苗的体积是 0.999…立方米,10 株正在生长的棉花秧苗的体积,10 × 0.999… =
9.999… 立方米,它们都是无理数。
如何理解“正在生长”?如何理解 “0.999…”、“9.999…”?
我们通过下面的讨论来详细说明。
我们将无理数 “0.999…” 看作一个复数,实部表示静态的部分 0.999…99(有限小数,小数点后有 n 个
9),虚数表示动态的部分,
0.999… = 0.999…99 + f(n)i
(2)
作为动态部分的虚部不是一个恒定的数值,它与实部9的数量n有关,可用函数 f(n)
来表示。容易发现,n 越大,函数 f(n)
越小,于是有
http://s2/bmiddle/002u2iHDzy7o5otEqIx01&690
当 n = 0 时,实部为 0,虚部为 0.9,总体积为 0.9;
当 n = 1 时,实部为 0.9,虚部为 0.09,总体积为 0.99;
当 n = 2 时,实部为 0.99,虚部为 0.009,总体积为 0.999;
当 n = 3 时,实部为 0.999,虚部为 0.0009,总体积为 0.9999;
……
当 n = ∞ 时,总体积为 0.999…;
这样,我们就用复数描述了无限循环小数 0.999… 的内在本质。
按照复数的意义,也可以这样认为:实部是已经死亡的部分,虚数是具有活力的部分。
我们用无理数 0.999… 表示一株正在生长的棉花秧苗。在某一时刻 t,这株秧苗已经长成的体积是 0.999…99
立方米,这是一个有限小数,小数点后有 n 个 9;在下一个时刻,它将增加的新体积是 f(n)
立方米,这部分体积是潜在的,看不见的,用虚数表示。
为了方便讨论,我们用复数 Z 来表示一株正在生长的棉花,实部表示它的当前体积(立方米),虚部 f(n)
表示它在下一时刻的潜在体积(立方米);
Z = 0.999…99 + f(n)i
(4)
式(4)两端同时乘以 10 之后,相当于10株正在生长的棉花秧苗,它们的总体积是有限小数 9.999…90,小数点后有
n -1 个 9 和 1 个 0,在下一个时刻,它在下一时刻的潜在体积达到单株的 10 倍,10f(n),即
10Z = 9.999…90 + 10f(n)i
(5)
从数学的角度看,式(5)等号后的 9.999…90 可以分解为整数 9 与有限小数 0.999…90
之和,后者表示小数点后有 n -1 个 9 和 1 个 0,
10Z = 9 + 0.999…90 + 10f(n)i
(6)
仔细分析可知,式(6)中的整数9是一个有理数、确定数,没有运动性,表示 9 株体积为 1
立方米、已经死亡的棉株。
式(6)中最右端的 2 部分构成一个新的复数,表示一株具有生命活力的新棉花 Z'
的诞生。
Z' = 0.999…90 + 10f(n)i
(7)
与之前的旧单株 Z 相比,新棉花 Z' 已长成部分的长度略的减少,由
0.999…99 变成了 0.999…90,它的生长潜力却是过去的 10 倍,达到了 10f(n)
立方米。
为了便于比较,我们将旧单株与新单株并排写在一起:
Z = 0.999…99 + f(n)i
(4)
Z' = 0.999…90 + 10f(n)i
(7)
式(4)是乘法之前的旧单株,式(7)是乘法之后的新单株。换一种方式理解,这株新棉花 Z'
将自己的一部分体积转让给了其他9株棉花,让它们达到了 1 立方米的“极限”并且“立即死亡”,同时继承了其他 9
株死亡棉花的全部生命活力,使自己的生长潜力提高到了之前的 10 倍。
一方损失了体积,得到了活力。一方得到了体积,却丧失了生命。
这是得与失、生与死的辩证法。
某些数学家不懂得数有动态、静态之分,有理数、无理数之分,完成时、进行时之分,不是具体问题具体分析,而是搞形而上学、一刀切。将必须由复数处理的计算,简单地用单数进行处理,由此得到某些荒谬的结论,强迫人们接受。
例如,数学家们就用这个办法“证明”了“部分等于整体”这个超级骗局。他们的“证明”过程是这样的:
设 0.999… 是一个静态数、单数、有理数,并用 x 表示
x = 0.999…
(8)
将上式扩大 10 倍,
10x = 10×9.999…
(9)
10x = 9.999…
(10)
10x = 9 + 0.999…
(11)
10x = 9 + x
(12)
9x = 9
x = 1
0.999… = 1
在上面的证明中,将式(8)扩大 10 倍得到的式(9)仍然是正确的,但式(10)就已经发生了质变,10 个有机体
0.999… 组合成了一个大的、新有机体 9.999…。到了式(11),这个新有机整体又拆分成了 9 个无机体 1 和 1 个有机体
0.999…,这是不能允许的。因此,上述“证明”中式(10)及其后面的等式全部是错误的。
无限循环小数 0.999…
本来是一个无理数,数学家们却简单粗暴地将其作为有理数,并进行一系列机械、死板、非法的转化、运算,最后得到错误的结论 “0.999… =
1”。动静不分、零整不分、生死不分,彻底摧毁了人类的三观,创造了科学史上最大的骗局。
通过以上分析,我们可以得到结论:
无限循环小数 0.999… 是无理数、动态数,活力数、有机数、进行时;整数 1
是有理数、静态数、死亡数、无机数、完成时。二者具有本质上的差异,决不能简单地相等。无论在任何时候,都有
0.999… ≠ 1
这一事例表明,唯心主义数学家们让数学脱离现实,将数字按“逻辑”、“直觉”、“形式”、“结构”进行各种抽象的运算、组合、构建,必将与现实世界产生不可调和的矛盾,使数学走上空洞、抽象、封闭、僵化、病态、软弱、颓废、矛盾、冲突的死路、邪路,堕落为人类文明的反面角色——伪科学,并最终为人类所抛弃。
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