很多人應該在不少科普叢書或網上討論區見過「 = 1?」這問題。我們只需簡單的極限概念(甚至幾何級數和的概念),便知道這答案是肯定的, 等於 1。可是每當有人在討論區提出這問題時,答案總是似是而非,甚至出現很多不同的悖證。我不打算在這裏再證明一次這道命題,但卻想簡單闡釋以前見過的常見謬誤。
謬誤一:
和 1 這兩個數的寫法不相同,它們怎可能一樣?
解釋:
我們先說明甚麼是小數。如果我們以小數形式寫成某實數 r 時,其表達式為 ,我們表示 ,其中 是整數部分,而 是第 n 個小數位。這是一個無窮項的和,因此我們求這個和時其實正在求某數列的極限。這個數列是 、、、、……。例如,我們指 時,其實指 是 、、、、……這數列的極限。
在這個定義裏,我們沒特別指明表示法是唯一的。換句話說,我們沒指出實數 r 不可以擁有兩種表達式 和 。這就好像兩個分數式 和 的值相同一樣。既然如此,為甚麼 不可以和 1 相同?
謬誤二:
我們不會將小數寫成以無窮個 9 結尾,因此 這寫法根本不成立。
解釋:
如果你接受 可以以無窮個 3 結尾,為甚麼無窮個 9 不可以?平日人們不會將 1 寫成 ,並不代表不可以這樣寫。
謬誤三:
的整數部分明明是 0,而 1 的整數部分是 1,為何它們會相同?
解釋:
請參看謬誤一。同一個實數可以擁有超過一種表示法。
謬誤四:
只是非常接近 1,但不相同。
解釋:
請參看謬誤一。無窮小數的表達式是數列的極限。籠統地說,若一個數列 、、、……的極限是 L,則我們指當 n 愈來愈大時, 愈來愈接近 L。(當然這說法有點瑕疪,但極限的定義本來就依賴這想法而來。我們不在此深究這句子和極限的定義的分別。)以 為例,因為 、、、……這數列漸漸趨近 ,所以我們說 。我們指的是數列的極限是 ,而並非數列當中任何一項是 。如果你接受 ,為何不接受 = 1?
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