$注:文中的讨论,没有使用严格的 epsilon 极限定义,而是简单假设$
按照中小学的定义,整数,有限小数,无限循环小数是有理数。无限不循环小数是无理数。
$frac{1}{3}=0.dot{3}$
但是真的相等吗?
$1除以3,永远有一个余数1,虽然这个1 ,可以无限小,但是再怎么小,也不是零,即使无限循环,也永远有一个1,这个1永远不会变成0$
$或者说,这个永远存在的余数1,是个无穷小。$
$而0.dot{3}体现不出这个无穷小1的存在$
$正确合理的解释,是0.dot{3}以frac{1}{3}为极限,即,0.dot{3}可以无限靠近frac{1}{3},而不是其他数字$
$而且frac{1}{3}这个极限是唯一的。$
$否则,假设有其他某个数字a,可以被0.dot{3}无限靠近,若a<frac{1}{3}, 那么这个a和frac{1}{3}之间的差,可以被0.dot{3}突破,\$
$即,存在一个N,当n大于N时,a<0.3cdotcdot n个3<frac{1}{3}$
$同理,若a>frac{1}{3}, 那么这个a和frac{1}{3}之间的差,可以被0.dot{3}突破,因为0.dot{3}可以任意靠近frac{1}{3}\$
$而a与frac{1}{3}之间的差,是固定的。$
$即,存在一个N,当n大于N时,0.3...n个3,有frac{1}{3}<0.3..n个3<a,即0.dot{3}>frac{1}{3}$
$所以这个极限frac{1}{3}是0.dot{3}唯一的极限。$
$所以,0. dot{3}是以frac{1}{3}为极限,0.dot{9}以1为极限$
$所以,0.dot{9}=1,0.dot{3}=1,是指以1为极限,而非初等数学的“=”\$,
$即,0.dot{9}=1,0.dot{3}=1,这些无限循环小数的等号,是指明其极限,而非初等数学的“=”,不是初等数学的“相等”!$,
$ 问题,那么0.dot{3}到底是不是有理数呢?$
$如果认为极限就是值,那么0.dot{3}就是有理数frac{1}{3}$
$或者说0.dot{3}本身暗含极限的含义,那么这个等号是成立的,但是其含义是,其极限是frac{1}{3}\$