極限

無限的觀念~0.9是否等於1?

無限的觀念~0.9是否等於1?
臺北市立西松高中 蘇惠玉教師

0.999

一、前言

目前高中教材中,有兩個部分涉及「無限」。首先是數學I,在一開始介紹數系的時候,學生要學會將循環小數化成分數。

在此之前,學生從來沒有接觸過「無限」的概念,也沒學過無窮等比級數如何求和,因此教師通常都是這樣教的:例如要將 \(0.\overline{12}\) 化成分數,令 \(0.\overline{12}=x\),因為

\(x=0.\overline{12}=0.121212…\)

\(100x=12.121212…\)

將兩式相減得 \(99x=12\),因此 \(x=\frac{12}{99}\)

這樣計算推理邏輯有個前提必須是假設 \(0.\overline{12}=0.121212…\) 這個無限小數是收斂的,其收斂值存在才能假設它為 \(x\),並且以 \(x\)去進行運算。

大數法則(2)極限的定義(Law of large numbers-2. The definition of limit)

大數法則(2)極限的定義(Law of large numbers-2. The definition of limit)
國立高雄大學應用數學系黃文璋教授/國立高雄大學應用數學系黃文璋教授責任編輯

連結:大數法則(1)數大便是美

摘要:在論及「大數法則」之前,必須先有「極限(limit)」的概念,這裡給出「極限」的定義,並說明其內涵。

懂點機率統計的人,常開口閉口大數法則。大數法則究竟是什麼?討論大數法則,無可避免的,會涉及極限。只是極限可不是一簡單的概念。但弄懂極限,是進入較高深數學的第一步。本節我們稍微介紹極限。

微積分基本定理

在高中數學課程中,微積分內容的引進通常僅止於簡單的微分與積分之計算,相當可以呼應calculus一詞的意義。至於有關極限的概念,大概都是通過切線的直觀意義之說明。如此一來,微積分基本定理的重大意義就變得隱晦不彰,從而牛頓與萊布尼茲各自獨立地對微積分的巨大貢獻,也就難以深刻體會了。 事實上,即使在運算層次,微分與積分這兩個可逆運算的理論聯繫,也總是需要微積分基本定理才能說得明白。一般來說,這個定理有兩種形式...

微積分初階-歷史發展的眼光(3)微積分是「以有涯逐無涯」的學問(First Course in Calculus-A Historical Approach 3.From finite processes to infinite processes)

本篇透過極限的概念,分別解說切線斜率與曲線下面積的求法。

微積分初階-歷史發展的眼光(5)費瑪的動態窮盡法求面積(First Course in Calculus-A Historical Approach 5. Fermat’s method of dynamic of exhaustion)

面對求積這個難題,在阿基米德之後,一直等到文藝復興時代的數學家才有更進一步的發展。本篇呈現費瑪巧妙的求積方法-「動態窮盡法」。

微積分初階—歷史發展的眼光(10)極限、無窮小量與連續函數(First Course in Calculus-A Historical Approach 10. Limit, Infinitesimal and Continuity)

本篇說明如何計算數列與函數的極限、使用無窮小量,並定義何謂連續函數。無窮小量雖然好用,但是其邏輯基礎比極限更深奧,所以傳統的微積分教科書都選擇建立在極限概念上面。 牛頓與萊布尼茲約在1680年發明微積分,經過200年,極限的嚴格定義與實數系mathbb{R}的建構才完成(約在1880年左右),從此微積分的基礎奠定,其間大家都採用直觀的「無窮小量的論述法」或「極限的論述法」來講述微積分。 無窮小量的邏輯基礎一直要等到1960年代才完成。其後有人嘗試用「無窮小量的論述法」寫微積分教科書,但是都沒能流行。

微積分初階-歷史發展的眼光(13)一法二念二義一理(First Course in Calculus-A Historical Approach 13. One method and two concepts and Two definitions and One theorem)

本篇為這一系列的文章做一總結,以「一法二念二義一理」為主軸概括初階微積分,在此基礎上,逐步窺探微積分之美。