学霸,求求你快去保送吧! 第493章

作者:多学一点

突然,罗英男就尴尬了!这几位数学老师就尴尬了!

他们本以为许衡不会!

他们想热心肠地帮助许衡……!

他们还说许衡也有不会的!

啊……

好尴尬啊!

尴尬到了极点有没有……

“好想找个老鼠洞钻进去。”

许衡笑了笑,“谁说都一样,只要对就行了!老师你们讲一讲呗。”

罗英男,“额……”

本以为是露一手,没想到确实班门弄斧了……

哎……

一言难尽啊!

不过既然许衡都开口了,她也没什么好扭捏了的。

“我们这几位老师研究了有一段时间,最终同意了这个证明过程。”

“要给出1=0.999循环这个事实的严格证明,我们首先需要理解从有理数构造实数的办法,这个构造过程将使我们更加深刻地认识无理数,而不是仅仅停留在无限不循环小数的直观层面上。”

说着,罗英男开始在纸上,写下过程。

设两个非空有理数集合A和B满足:A∪B为全体有理数,且对任意a∈A和b∈B,都有ab。

则称A和B构成有理数集的一个Dedekind分割,简称分割,记为A/B。

罗英男解释,“从这两个定义中,你们能看出这两层意思吧?”

“第一层:对任何一个有理数a,它要么在A中,要么在B中,但不会同时在A和B中……”

岳娉婷呢喃,“第二层是A中的每个18有理数都小于B中的任何一个有理数吗?”

罗英男笑了,“对!没错!”

“所以,在逻辑上,有理数集的分割A/B可能是下列四种情况之一。”

说着,她写下:

1:A有最大数,B没有最小数;

2:A没有最大数,B有最小数;

3:A没有最大数,B也没有最小数;

4:A有最大数,B也有最小数。

罗英男,“但实际上,第4种情况不可能发生。因为如果A有最大数a,B有最小数b,根据分割的定义可知ab。但是(a+b)/2显然也是有理数,并且……”

“……”

“因此(a+b)/2既不在A中,也不在B中,这就与A∪B是全体有理数矛盾。”

“这样,有理数集的分割A/B就归结为下列三种情况……”

一一列出来。

罗英男说的有理有据,说的有条不紊。

人家这是真的研究过。

但岳娉婷还是下意识地看向许衡。

她现在对任何东西都能有怀疑,但唯独对许衡,没有怀疑。

她对许衡的信任,可以说是百分之一万,甚至百分之一万。

但许衡没有说什么,认真听着。

岳娉婷他也耐着性子继续听下去。

“对第1种情况,我们称分割A/B确定了有理数a,例如上面给的例子就确定了有理数0;对第2种情况,我们称分割A/B确定了有理数b,例如上面给的例子就确定了有理数1;而对第3种情况,即A没有最大数,B也没有最小数……”

“……”

“这样,我们就得到了无理数的严格定义:设A/B是有理数集的一个分割,如果A中没有最大数,B中没有最小数,则称分割A/B确定了一个无理数c,c大于A中的任何有理数,同时小于B中的任何有理数。”

“例如……”

她还举了例子!

对于这个证明,他们可以说是煞费苦心。

罗英男用了一张,又一张的演草纸,花了大半个小时的时间,才将整个证明过程写完。

“……”

x=p/q≤1-1/q<1-1/10(n次方)=0.999循环<t.

既然xt,这就说明x∈A。

“综上所述,我们就得到了A=C,从而A/B和C/D是两个相同的分割,因此0.999…9(n个9)=t=1。”

罗英男放下笔,看着这四五张纸,她长叹一口气,这些都是她刚刚的战利品啊!

她看向岳娉婷和冯念裳,随后看了看身后,不知不觉,不少同学也凑了过来。

最后,罗英男看向许衡,“许衡同学,你觉得呢?”

几位老师,也是齐刷刷地看向了许衡。

还有一位老师碰了罗英男两下,“罗老师你说得太快了,你好歹也要给许衡同学思考的时间啊。”

他们放眼四周,很多同学都是一脸蒙圈。

“所以……老师们,你们是在证明0.999循环等于1?”

“这怎么可能啊!虽然我没看懂,但是这个不是1大吗?”

“我是从头看的,但是也没看懂……”

众同学直呼很难。

岳娉婷和冯念裳是懂了一些,但是还有些思维跟不上。

就在这时,许衡却皱眉,“你们的证明存在错误……”

存在错误?!!!

罗英男,“???”

其他数学老师,“???”

众同学,“???”

在场的所有人愣住!

都震惊了!

先不管对错,你的思维真的跟上了?

如此庞大的证明量,许衡,你跟得上吗?

他们不信!

他们所有人都不信!

包括这些数学老师们!

“许衡同学!你知道吗?我们可是用了大半个月的时间证明出来的,你……”

有一个老师十分激动地说着。

但许衡摆了摆手,打断了他的话,“但,还是有错误。”

他,“!!!”

额头青筋暴跳。

说着,许衡拿起笔,找到错误的地方。

“错误在于显然地认为0.99…9(n个9)小于0.999循环小于等于1成立。”

“你们的理由是从高到低依次比较每一位数字的大小,但这并不是显然的,这一性质是在已经定义好了0.99…9(n个9),0.999循环之后才有的。”

一针见血!

许衡直接反驳了他们的错误。

罗英男和几位数学老师瞬间心头一颤。

“这,这,这……”

众同学左看看许衡,右看看罗英男这群数学老师。

“天哪!神仙打架啊!”

“他们在说什么啊?完全看不懂!”

“嘶……什么和什么?”

“好饶人啊!好烧脑!我的脑袋受不了了!太恐怖了……”

“……”

罗英男愣在原地,眼角忍不住狠抽。

她似乎意识到了许衡所说的问题所在。

但还有老师不以为然。

“许衡同学,你……”

他要反驳,可被罗英男拦下了。

“是我们当局者迷了!”

罗英男脸色难堪,虽然不想承认,而且还是在这么多同学们面前承认,但——

“我们是错了!是真的错了!这是不争的事实,许衡,还请赐教……”

这位老师在内心激烈地挣扎之后,也是牙根紧咬,差点咬碎了后槽牙。

他气得浑身都在抖!

但他深知,在数学中,错了就是错了!

容不得有任何的辩解!

否则,就是徒增笑话罢了。

唰唰唰!

所有的目光都集中到了许衡身上。

罗英男这些老师们是!

全班同学们也是!

许衡拿起纸笔,缓缓开口,“0.999循环等于1,简单地说就是实数的十进制表示唯一性不成立,所有的实数,当它是有限小数时,它有两种十进制表示,当它不能表示成有限小数时,它只有一种十进制表示。”

“这里的有限小数是从小数点后某位开始全是零的数。”

随后许衡写下:

1仅有两种10进制表示,即1.000循环和0.999循环。

1.000循环表示的是Cauchy序列1.0,1.00,1.000,……的极限,很明显他的极限为1。

0.999循环表示的是CAUCHY序列0.9,0.99,0.999,……的极限,这个序列的极限也是1。

“下面我们来严格地处理实数。”

“从有理数来构造实数有两种方法,Dedekind分割,还有Cauchy序列。”

“……”

“我们先来看实数的构造。”