\(\Huge\color{red}{再证\lim n\in\mathbb{N} }\)

春风晚霞

        【命题:】若\(\mathbb{N}\)是无限集，则\(v=\displaystyle\lim_{n \to \infty}n\in\mathbb{N}\).
        【证明:】设自然数列的一般项为\(a_k=k\)，则有\(\displaystyle\lim_{k \to \infty}a_k=\)\(\displaystyle\lim_{k \to \infty}k\).所以\(\displaystyle\lim_{n \to \infty}n\in\mathbb{N}\).也就是说，无论把\(v=\displaystyle\lim_{n \to \infty}n\)理解为柯西极限\(v\)趋近但不等于\(\infty\)，还是理解为威尔斯特拉斯极限（即把\(\infty\)看作一个非正常实数，从而\(v=\infty\). 见华东师大《数学分析》第四版上册P64页第26行)，都有\(v=\displaystyle\lim_{n \to \infty}n\in\mathbb{N}\)。所以命题得证.

春风晚霞

定理：若\(\displaystyle\lim_{n \to \infty}n\notin\mathbb{N}\)，则\(\mathbb{N}=\phi\)
【证明:】
\begin{split}
&\because\quad v=\displaystyle\lim_{n \to \infty}n\notin\mathbb{N}\quad(已知) \\
&\therefore\quad (v-1)\notin\mathbb{N}\quad(否则v\in\mathbb{N}，Peano axiom第二条)\\
&\therefore\quad (v-2)\notin\mathbb{N}\quad(否则(v-1)\in\mathbb{N}，Peano axioms第二条)\\
&\therefore\quad (v-3)\notin\mathbb{N}\quad(否则(v-2)\in\mathbb{N}，Peano axioms第二条)\\
&\quad\quad\vdots\quad\quad\quad\quad\vdots \\
&\therefore\quad (k+1)\notin\mathbb{N}\quad(否则(k+2)\in\mathbb{N}，Peano axioms第二条)\\
&\therefore\quad k\notin\mathbb{N}\quad(否则(k+1)\in\mathbb{N}，Peano axioms第二条)\\
&\quad\quad\vdots\quad\quad\quad \quad\vdots \\
&\therefore\quad 2\notin\mathbb{N}\quad(否则3\in\mathbb{N}，Peano axioms第二条)\\
&\therefore\quad 1\notin\mathbb{N}\quad(否则2\in\mathbb{N}，Peano axioms第二条)\\
&\therefore\quad 0\notin\mathbb{N}\quad(否则1\in\mathbb{N，}Peano axioms第二条)\\
&\therefore\quad \mathbb{N}=\phi\quad(因任意自然数都不属于\mathbb{N})
\end{split}
【证毕】