0,999... = 1 – Matematisk förklaring och definition
Upptäck varför 0,999... faktiskt är lika med 1 — tydlig matematisk förklaring, definitioner, bevis och intuitiva resonemang för alla nivåer.
0,999... (även skrivet som 0,9 och läst som "0,9 som upprepar") är ett av de sätt som talet 1 (ett) kan skrivas på. Oavsett hur många nior som står före ellipsen är detta decimala tal matematiskt sett lika mycket värt som 1.
Varför 0,999... = 1 — enkla bevis
Det finns flera sätt att visa att 0,999... faktiskt är lika med 1. Här är tre vanliga och lättförståeliga argument.
- Algebraiskt bevis: Sätt x = 0,999... . Multiplicera med 10: 10x = 9,999... . Subtrahera ursprungsuttrycket: 10x − x = 9,999... − 0,999... vilket ger 9x = 9. Därför x = 1.
- Summan av en geometrisk serie: 0,999... = 0,9 + 0,09 + 0,009 + ... . Detta är en geometrisk serie med första termen 0,9 och kvot 0,1. Summan blir 0,9 / (1 − 0,1) = 0,9 / 0,9 = 1.
- Gränsvärde (analytiskt): Betrakta de partiella summorna s_n = 0,9 + 0,09 + ... + 9·10^(−n) = 1 − 10^(−n). När n → ∞ går 10^(−n) mot 0, så gränsvärdet är 1.
Intuition och vanliga invändningar
Många tycker det känns konstigt eftersom vi visuellt ser "mindre än 1" när vi skriver 0,999... . Men i det reella talsystemet är tal bestämda av sitt värde, inte en unik decimalrepresentation. Om det fanns ett positivt tal ε = 1 − 0,999... så skulle ε vara mindre än 10^(−n) för varje positivt heltal n (eftersom 0,999... och 1 skiljer sig först efter godtyckligt många nior). Det finns inget sådant positiva ε, alltså är skillnaden noll.
Decimalrepresentationens icke-unikhet
Det är viktigt att förstå att vissa reella tal har två olika decimalrepresentationer: en som slutar med oändligt många nollor (terminerande) och en som slutar med oändligt många nior (repeterande). Exempel:
- 1,000... = 0,999...
- 0,25 = 0,24999...
Detta är inte ett fel i matematiken utan en egenskap av decimalsystemet. Varje terminernade decimal kan representeras antingen med slutna nollor eller med ett föregånget sista siffra minus ett följt av oändligt många nior.
Allmänt: andra talsystem
Samma fenomen finns i andra talbaser. I basen b gäller att 0,(b−1)(b−1)(b−1)... = 1. Till exempel i binärt system är 0,111...₂ = 1₂.
Slutsats
0,999... är exakt lika med 1. Argumenten kan formuleras med algebra, serier eller gränsvärden — alla leder till samma slutsats. Skillnaden mellan de tvåformerna är en fråga om decimalrepresentation, inte om olika värden.
Om
0,999... är en upprepad decimal, vilket innebär att siffran "9" upprepas i all evighet. Det skiljer sig från 0,999, som bara har tre 9:or.
0.999... kan också skrivas som 0. 9 ¯ {\displaystyle 0.{\bar {9}}} 
, 0. 9 ˙ {\displaystyle 0.{\dot {9}}}}
eller 0. ( 9 ) {\displaystyle 0.(9)\,}
.
Många människor har svårt att förstå varför 0,999... är samma som 1. Det finns många bevis som visar varför de är samma tal, men många av dessa bevis är mycket komplicerade.
Exempel
Ett enkelt sätt att visa att 0,999... och 1 är samma sak är att dividera dem båda med talet 3. När 0,999... divideras med 3 blir svaret 0,333..., vilket är detsamma som1 ⁄ (3bråkdelen en tredjedel).
0.999 ... 3 = 0.333 ... = 1 3 {\displaystyle {0.999\ldots \over 3}=0.333\ldots ={\frac {1}{3}}}} 
När 1 divideras med 3 blir svaret1 ⁄3 . Eftersom svaren är desamma betyder det att 0,999... och 1 är desamma. Ett annat sätt att tänka är att om1 ⁄3 = 0,333... och2 ⁄3 = 0,666..., så är3 ⁄3 = 0,999... Eftersom3 ⁄3 = 1 måste därför 0,999... också vara lika med 1. Det finns många andra sätt att visa detta.
Ett annat sätt att bevisa att 0,999... = 1 är att acceptera det enkla faktum att om två tal är olika måste det finnas minst ett tal mellan dem. Ett tal mellan 1 och 2 är till exempel 1,5 och ett tal mellan 0,9 och 1 är 0,95. Eftersom 0,999... har ett oändligt antal 9:or kan det inte finnas ett annat tal efter den "sista" 9:an, vilket innebär att det inte finns något tal mellan 0,999... och 1. Därför är de lika.
Ett annat vanligt bevis är följande:
x = 0,999... {\displaystyle x=0,999... } 
10 x = 9,999... {\displaystyle 10x=9,999... } 
10 x - 1 x = 9 x {\displaystyle 10x-1x=9x} 
9 x = 9.999... - 0.999... = 9 {\displaystyle 9x=9.999...-0.999...=9} 
x = 1 {\displaystyle x=1} 
0.999... = 1 {\displaystyle 0.999...=1} 
I populärkultur
I takt med att Internet utvecklades finns det ofta diskussioner om 0,999... på nyhetsgrupper och anslagstavlor. Även nyhetsgrupper och anslagstavlor som inte har så mycket med matematik att göra diskuterar detta. I nyhetsgruppen sci.math är diskussioner om 0,999... en "populär sport". Det är också en av frågorna i dess FAQ.
Författare
AlegsaOnline.com 0,999... = 1 – Matematisk förklaring och definition Leandro Alegsa
URL: https://sv.alegsaonline.com/art/133387