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本帖最后由 jzkyllcjl 于 2015-10-22 01:08 编辑
elim今天在《论 "jzkyllcjl 写不到底"》的主贴上提出了被他叫做“现代数学的无尽小数定义”的定义。这个定义说:“无尽小数的现代定义有很多形式, 它们在逻辑上都是等价的. 举例而言, 对任意满足以下两条: (1) 0 ≤ a(n) ≤ 9; (2) 对任意 N, 存在 n 使 a(n) > 0 的整数序列 {a(n)}, 用 0.a(1)a(2)...a(n)... 表示序列 {0.a(1)...a(n)} 的上确界. 称其为{a(n)}确定的无尽小数. 由这个定义知道, 无尽小数虽然不能被逐一写出其每一位数值, 却是一个确定的实数而不是一个变量. 只要有一种统一的方式可以原则上确定序列{a(n)}, 无尽小数 0.a(1)a(2)...a(n)... 就是一个完满的实数表示. 数学在任何意义上都无需'写到底'这一虚假的性质, 也从来没有这个必要.”
这个叙述的好处是:第一,使用序列研究无尽小数了。其具体应用实例是:(1)用 n位小数组成序列{0.33……3}(这个序列就是无穷数列0.3,0.33,0.333,……)研究无尽小数0.333……了,由此得到这个序列的上确界(即极限)是1/3. 这个推导说明 1/3=lim{0.3,0.33,0.333,……}。(2)用 n位小数组成序列{0.99……9}(这个序列就是无穷数列0.9,0.99,0.999,……)研究无尽小数0.999……了,由此得到这个序列的上确界(即极限)是1. (3)对于无尽小数1.41421356……,首先从这个无尽不循环小数得出的计算中,找出对应的序列{1.4,1.41,1.414,……}的通项满足的条件:①pn是自然数;②pn/10^n<√2<(pn+1)/10^n的序列{pn/10^n},根据上述条件,这个序列的上确界是(即极限是)无理数√2。由此可得到无尽小数1.414……与根号2的关系是: √2=lim1.414……(其中1.414……表示的是根据这个无尽小数得到的序列的简写)。
第二,对这个叙述中的“数学在任何意义上都无需'写到底'这一虚假的性质, 也从来没有这个必要” 的叙述,我也支持,事实上,无尽小数0.a(1)a(2)...a(n)... 是永远写不到底的,也无需写到底的事物。“写到底”即“写完了”的说法是虚假的性质。
上边是我于10月20号贴出的帖子。根据这两天的继续研究,我看到elim的上述论断还有问题。现在贴出如下。
在elim的《论 "jzkyllcjl 写不到底"》的主贴上,elim 提出了一个被他叫做“现代数学的无尽小数定义”的定义。我在上边摘录他的那个定义的一段话。我在下边3楼说过“(他的)这个定义是对现有无尽小数与实数理论的重大改进,是数学史上重大进步。”我说过“(他的)这个定义值得学习与应用”。事实上我在上边运用他的“序列上确界”的叙述证明了两个无尽循环小数分别与1/3、1的关系。但当时我没有发现他的定义还有缺点。现在(22号)说说他的那个定义的缺点。
缺点1 他的序列是根据无尽小数表达式提出的。对无尽循环小数可以写出序列的通项,由通项可以求出序列的极限(即他说的上确界);但对无尽不循环小数仅仅根据无尽不循环小数表达式是写不出通项表达式的,因此也无法求出其上确界。这时必须根据计算无理数近似值序列的方法找出序列通项满足的不等式,才能求出其极限(即序列的上确界)。详见1楼我对无尽不循环小数1.41421356……与√2关系的证明。
缺点2 他的定义中阐述的无尽小数与实数之间的关系是相等。但实际上,两者不能相等。其原因是:无尽小数是永远写不到底的事物,它是计算无理数或除不尽的分数的十进位近似值序列时,得到的永远写不到底的近似值无穷序列简写,它不是定数。从所有无尽小数的具体提出来看,都是先有经过计算(或测量)得出近似值序列,再简写为无尽小数;而不是先有无尽小数,再有序列。Elim的定义,把这个先后的依赖关系颠倒了。Elim的定义,还把不能是定数事物,即把不能看作定数的事物,定义为与能写出的定数相等。这是不对的:因为不是定数的事物不能与数相等。两者不能相等的原因还可以从具体无尽小数进行讨论,第一,人们无法写出与1/3 绝对准相等的十进位小数;第二,对无尽小数无法谈平方运算;如果要谈,那么从无尽小数是符合“小数点后总有不为0的数字的表达式”的性质没来看:所有这种无尽小数表达式的平方都不会等于小数点后全是0的整数2。所以,√2=1.4142……的现行实数理论(包括Elim的定义)不成立。
缺点3 把无尽小数作为定数的做法,无法从无尽小数中得到除不尽的分数与无理数的近似值,但生产实践中,总是根据它们的绝对准十进小数得不到的事实,采用足够准近似方法使用有尽位十进小数表示这些分数与无理数。生产实践中的这种做法说明:有必要把无尽小数看作有尽位十进小数构成的数列。
缺点4 仅仅从计算或测量现实数量大小的不足近似值序列讨论实数是不全面的,还需考虑到取过剩近似值序列的极限(或称下确界)也是实数的问题;此外还需考虑数列{(1+1/n)^n}的极限。
总之,应当提出的是:无尽小数是近似测量或近似计算得到的十进位不足近似值数列的简写,这种数列的极限是实数,但这种数列(即无尽小数)本身不是实数,而且它也不等于实数。此外还需要提出“康托儿基本数列的极限都是实数”的概念。
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