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本帖最后由 elim 于 2021-2-19 23:38 编辑
我们知道,标准分析的实数系是具有最小上界性的阿基米德有序域.
数域是四则运算封闭的数的集合. 所谓封闭是指数的四则运算结果
还在所论数集中。所谓有序域是指所论数域中的元素可比较大小:
这个大小关系与运算满足公理
\(a,b>0\implies ab>0,\;a>b\implies a+c>b+c\)
由此可以推出\(1>0,\;(a>0\iff -a< 0)\) 等等.
阿基米德公理: 对任意\(a>0,\)任意数\(\;v\), 必有\(n\in\mathbb{N}\)使 \(na>v\).
这跟人们在物理世界的经验是非常吻合的.不论尺多少短,度量对象多么大,
经有限多次度量总可超越对象.
但恰恰是这条公理导致了\(\,0.\dot{9}=1\): 假定\(\,\delta=1-0.999\ldots>0,\) 则
\(0< \delta< 10^{-k} \) 对一切正整数\(\,k\,\)成立. 据阿基米德公理,有某
正整数\(n\)使\(n\delta>1\)于是\({1< n\delta < n 10^{-n}=\large\frac{n}{2^n}}<\frac{n}{1+n}<1.\) 矛盾!
所以\(\,\delta = 0,\) 因而\(\, 0.999\ldots = 1.\) |
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