Habe ich getan. Du hast es sogar zitiert: 0,9 + 0,09 + 0,009 + 0,0009 + ... . 0,999... ist eine rationale Zahl mit einer endlosen Ziffernfolge nach dem Komma.
Hallo Alice,
ich will dir nichts böses, aber so wie du dich verhältst komme ich zu dem Schluss, dass du mir etwas böses willst. Ich werde gerne auf deinen Beweis eingehen, aber erstmal müssen wir dieses grundlegende Problem lösen.
Du hast gesagt, dass das Axiomensystem sich widerspricht. Um das zu beweisen willst du irgendetwas mit 0,999... zeigen. Auf meine Frage, wie du 0,999... überhaupt definierst antwortest du mit:
0,999... = 0,9 + 0,09 + 0,009 + ...
Jetzt schauen wir uns die Axiome noch einmal an: (esoterikforum.at/forum/showthread.php?p=2586952#post2586952)
Dort steht, dass die reellen Zahlen zwei Elemente Enthalten: 0 und 1. Dort wird weder gesagt, ob die reellen Zahlen noch mehr Elemente enthalten noch ob es unendlich viele sind. Dies muss (und kann auch) aus den Axiomen bewiesen werden.
In deiner Definition von 0,999... benutzt du jetzt die Zeichenkette 0,9. Aber was soll das bedeuten? In den Axiomen wird dazu keine Aussage gemacht. Es wird auch nicht gesagt, was 9 sein soll. Also definieren wir erstmal:
9 := 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1
10 := 9 + 1
Jetzt wissen wir was 9 und 10 bedeuten soll. Aber wir wissen immer noch nicht, was 0,9 bedeuten soll. Also könnten wir 0,9 als 9/10 definieren (streng genommen müssten wir vorher noch zeigen, dass 10 nicht = 0 ist).
Überspringen wir jetzt mal einige Schritte und nehmen an, das wir definiert haben was 9/(10^n) für eine natürliche Zahl n bedeutet (wobei wir erst noch definieren müssten was überhaupt eine natürliche Zahl ist).
Dann bleibt noch das entscheidende Problem: Was soll das ... am Ende deiner Definition bedeuten: 0,999... = 0,9 + 0,09 + 0,009 + ...
"Immer so weiter" oder "unendlicher Prozess" sind keine Begriffe die in den Axiomen vorkommen und können somit nicht ohne vorherige Definition verwendet werden.
Das Problem wird gelöst indem man das Summationszeichen benutzt. Dieses ist folgendermaßen rekursiv definiert:
Sum[a_i, i, 1] = a_1
Sum[a_i, i, n] = Sum[a_i, i, n-1] + a_n (für n > 1)
Somit können wir z.B. sagen:
0,99999 (5 Neunen nach dem Komma) = Sum[9/(10^i), i, 5] = 9/10 + 9/10^2 + 9/10^3 + 9/10^4 + 9/10^5
Jetzt können wir weiterhin definieren: 0,999... = lim (Sum[9/(10^i), i, n])
Erstmal müssten wir jetzt nachweisen, dass der Ausdruck auf der rechten Seite überhaupt eine Reelle Zahl und nicht etwa unendlich ist. Aber nehmen wir an, dass wir das bereits getan haben.
Jetzt betrachten wir Sum[9/(10^i), i, n] (für eine natürliche Zahl n) = 9 * Sum[1/(10^i), i, n] = 9 * (1/10 + 1/10^2 + ... + 1/10^n)
(1 - (1/10)) * (1/10 + 1/10^2 + ... + 1/10^n)
= (1/10 + 1/10^2 + ... + 1/10^n) - (1/10^2 + ... + 1/10^(n+1))
= 1/10 - 1/10^(n+1)
Division durch (1 - (1/10)):
1/10 + 1/10^2 + ... + 1/10^n = (1 - 1/10^n)/(10 - 1) = (1 - 1/10^n)/9
Also ist Sum[9/(10^i), i, n] = 9 * Sum[1/(10^i), i, n] = 9 * (1/10 + 1/10^2 + ... + 1/10^n) = 9 * ((1 - 1/10^n)/9) = 1 - 1/10^n
Wir haben also: 0.999... = lim (Sum[9/(10^i), i, n]) = lim (1 - 1/10^n)
Nun habe ich bereits in einem der vorherigen Posts folgendes gezeigt:
Sei x eine beliebige reelle Zahl größer 0. Dann gibt es eine natürliche Zahl m so, dass m > 1/x. Für alle n >= m > 1/x gilt somit 1/n = |1/n - 0| < x. Damit ist bewiesen, dass lim 1/n = 0.
Dabei wende ich die Definition von lim an um zu zeigen, dass lim 1/n = 0 ist. Wie du sehen kannst steht dort nirgendwo etwas von "Unendlich", einem "unendlichen Prozess" oder von einem "Grenzfall". Die Definition von lim hat absolut nichts mit "Unendlich" zu tun.
Nun kann man leicht zeigen, dass wenn a_n < b_n < c_n für alle natürlichen Zahlen n und lim a_n = lim c_n auch lim b_n = lim a_n = lim c_n gilt.
Da 0 < 1/10^n < 1/n ist folgt damit lim 1/10^n = 0. Und somit 0.999... = lim (1 - 1/10^n) = 1 - 0 = 1.
Das ist wie gesagt der übliche Weg die Dezimalrepräsentation von reellen Zahlen zu definieren. Siehe dazu auch en.wikipedia.org/wiki/Decimal_representation