0.999…は本当に1?
「ほぼ同じ」ではなく完全に同じ理由
0.9、0.99、0.999……。9を増やすほど1へ近づくのは分かります。でも、どこまで行っても1には届かない気がしませんか? 実は数学では、0.999…と1は完全に同じ数です。
0.999… = 1
証明1:10倍して引いてみる
1
x=0.999…と置きます。
2
両辺を10倍すると、10x=9.999…です。
3
上の式から最初の式を引くと、右側の「.999…」がきれいに消えます。
10x − x=9.999… − 0.999…
10x − x=9.999… − 0.999…
4
9x=9なので、両辺を9で割るとx=1。つまり、0.999…=1です。
証明2:3分の1から考える
1÷3を小数で書くと、0.333…です。この両方を3倍してみます。
1/3 = 0.333…
↓ 3倍
1 = 0.999…
↓ 3倍
1 = 0.999…
左側は1。右側は0.999…。同じ数を3倍した結果なので、両者も同じ数になります。
「限りなく近い」だけではないの?
ここが一番引っかかるところです。0.9や0.99のように9が有限個なら、確かに1との差があります。
- 1 − 0.9 = 0.1
- 1 − 0.99 = 0.01
- 1 − 0.999 = 0.001
しかし「…」は、9が途中で止まらず無限に続くという意味です。差も0.1、0.01、0.001……と限りなく小さくなります。最後に残る正の数はありません。差が0なら、二つは同じ数です。
ポイント
0.999…は「1のすぐ手前で止まった数」ではありません。無限小数には最後の9がないので、止まる瞬間そのものがないのです。
0.999…は「1のすぐ手前で止まった数」ではありません。無限小数には最後の9がないので、止まる瞬間そのものがないのです。
同じ数に二つの書き方があっていい
「同じ数なのに見た目が違うのはおかしい」と感じるかもしれません。でも、1と2/2が同じ数であるように、一つの数に複数の表し方があっても問題ありません。
実は1だけでなく、0.24999…=0.25、2.999…=3も成り立ちます。有限小数で終わる数には、9が無限に続くもう一つの表し方があるのです。
あなたは納得できましたか?
最初に見たとき驚いた人へ、この数学の不思議を共有してみてください。