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0.134是無理數

生活 更新时间:2024-05-23 21:24:59

0.134是無理數(0.999999......8是一個什麼數)1

​這種問題差不多在問:龍是爬行動物、魚類、兩栖動物、鳥類、還是哺乳動物?

你是不是答不清楚?

因為要回答龍是什麼綱的動物,相當于默認了龍是脊椎動物。然而龍壓根不是動物。龍隻是古人為天氣變化等自然現象所臆想出的符号。它由一堆不同綱的動物直觀特征雜糅構成。是古人對動物定義尚不明确的背景下的産物。

同理:

你問0.9999…8是有理數還是無理數,相當于默認了它是實數。但它壓根不是實數。0.9999…8隻不過是你根據“實數寫成十進制小數後具有的一些直觀特征”雜糅出的符号。是你對實數定義尚不明确的情況下将錯就錯的産物。

或許這個問題的源頭,在于高中對實數的定義有漏洞。這個漏洞就是:

實數(即數軸上的點對應的數)都可寫成十進制小數的形式,但并非任何一個十進制小數都可對應到實數(數軸上的點)。

也就是說,你創造的0.9999…8不是實數,換句話說,就是在數軸上找不到!


下面将大緻講解實數、有理數、無理數、各種小數的嚴格定義,以說明題主的“0.99…8”為什麼既不是有理數也不是無理數。
有理數的來龍去脈

數學上規定,數軸上點對應的數是實數。

0.134是無理數(0.999999......8是一個什麼數)2

或許你覺得這簡直像一句廢話,其實這句話水很深。

我們必須完整地思考數的發展史。

首先,我們自然而然地有自然數(當然,自然數要嚴格定義也水很深,這邊就略過,感興趣的可以搜索“皮亞諾公理”)。

假想你是一個摘果子的原始人,你發現果子有1個、2個、3個…

為了方便,你把這樣的數統稱自然數。

有一天,你隻摘到一個蘋果,家裡卻有5口人,你就要把這1個蘋果平均分成5份。

後來就出現了一幫死磕數的人叫數學家。數學家自然而然地找了一條直線,在線段上任取一段可測量的距離,規定為1個蘋果的單位距離。試着把這段距離平均分為5份。

然後發現可以任意把這段單位蘋果距離分為任意份。

然後就發現這個這個距離可以無限縮小(你會感覺它可以一直分下去,對,數學上稱這種屬性為“稠密性”)

這根線就是數軸。它把抽象的數用直觀的方式表達了出來。


無理數的來龍去脈

曆史上出現過一個叫畢達哥拉斯的老師,認為所有的數都可寫成整數或分數。這就是當時的數的系統(了解古希臘哲學史的,會知道這種對純粹感的追求和當時的哲學思想是完全相通的)

他還發現了著名的勾股定理。然而他一個作死的學生,西佰斯,問邊長為1的正方形,其對角線的長是多少。(如何證明根号二不能寫成分數看文末)

這時候畢達哥拉斯的完美分數世界就被破壞了,他就派人把學生西佰斯丢水裡淹死了。

然而要發現根号二不能寫成分數的大有人在。所以,原有的數系必須需得到擴充。

同時,又因為人有十個手指,十進制自然就出來了。在十進制下,通過逼近法(就是你不斷拿兩個相同的有限小數相乘來逼近2)可以暴力算出根号二的近似值是1.4142…于是根号二理所當然地被放在了數軸裡。

這時候,我們會直觀地感覺到,分數/整數這類數,和根号二這類非分數/整數的數可統稱為實數,前者叫有理數,後者叫無理數。

并且可以發現,任意實數都可用十進制小數表示,因為有理數總能寫為有限小數或無限循環小數,無理數總能寫為無限不循環小數(讀者自證不難)。

但若要嚴格證明“無理數總能寫成無限不循環小數”的逆命題,非常麻煩,需要整個兒重新嚴格定義實數,就是引入戴徳金的劃分思想,利用集合論把實數定義為“有理數的劃分”,然後再證明無限不循環小數都是無理數。

0.134是無理數(0.999999......8是一個什麼數)3


結論:題主這樣寫出來的小數不屬于實數,所以既不是有理數,也不是無理數!

總之,搗鼓來搗鼓去,小數能和實數互相對應的隻有有限小數、無限循環小數和無限不循環小數。

題主關心的形如0.9999…8的數,就是和龍一樣的四不像,不存在的。如果題主哪天發現哪個運算中真有0.9999…8這樣的數,必然會成為沖垮當代數學大廈的泥石流吧!

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