0.999……無限循環等於1嗎?這是非常老的一道題,相信絕大部分人都聽說過。
先說筆者的答案:等於1,但不恆等於1。
等於1很好證明。
令X=0.999……,10倍的X即10X=9.999……。
10X-X=9X,也等於9.999……-0.999……=9。
由此可得9X=9,X=1,所以0.999……=1。
但是曾經在抖音上看了嚴伯鈞老師的講解後,知道了這題還有不等於1的情況,所以有了後半句話:不恆等於1。
證明方法如下,令:
n=1時,X=0.9;
n=2時,X=0.99;
n=3時,X=0.999;
以此類推,當n趨向於無窮大時,X=0.99999……,即:
假如0.99999……恆等於1的話,那兩者無論做加減乘除或其他任何一種數學運算,只要運算過程相同,得到的結果應該始終是相同的。可惜,這題做不到,問題出在乘冪計算中。
將1和0.99999……分別做10的n次方的乘冪運算,且n趨向於無窮大,即:
1的任何次方都等於1,所以前者等於1,那照理,後者也等於1。可惜,後者可以改寫成:
而這個極限,又等於:
e是自然對數,約等於2.71828,很顯然,1/e不等於1。
在乘冪情況下,0.99999……又不等於1。
由此,回到了本文開頭的答案:等於1,但不恆等於1。