芝诺悖论无穷级数解释
从极限角度解释芝诺悖论
芝诺悖论是古希腊哲学家芝诺提出的一系列关于运动和数学的悖论。
其中最著名的是“阿基米德螺旋”和“追不上的乌龟”。
这些悖论看似矛盾,但实际上反映了古希腊哲学家对数学和物理学的深刻思考。
从极限角度解释芝诺悖论,我们可以将芝诺悖论转化为数学问题。
例如,芝诺悖论中的“追不上的乌龟”可以转化为无穷级数的形式。
这个级数收敛于0,但芝诺悖论表明它永远不会完全收敛。
这反映了芝诺悖论的本质:看似无限接近,却永远不能到达。
此外,从极限角度解释芝诺悖论还可以让我们更好地理解数学中的极限概念。
极限是数学中非常重要的一个概念,它描述了函数在趋近于某个点时的行为。
在芝诺悖论中,极限的概念被用来描述物体在趋近于无限接近的速度下,最终仍然无法追上物体的情况。
总之,从极限角度解释芝诺悖论可以帮助我们更好地理解这个著名的哲学悖论,同时也有助于我们更好地理解数学中的极限概念。
芝诺悖论的数学解释
芝诺悖论的数学解释
芝诺悖论是古希腊思想家芝诺所提出的一个著名的悖论。
这个悖论通过一个有
趣的思想实验,挑战了数学中的一些基本概念,如无限、无限分割以及运动的性质。
该悖论的思想实验是这样的:假设我们要在一个径长为1米的赛道上走到终点,按照常识我们认为只需要分别走过1/2米、1/4米、1/8米……这样依次走下去就能
抵达终点。
但是,芝诺通过一个巧妙的推理来证明,按照这种方式,我们将永远走不到终点。
首先,假设我们已经达到了终点,也就是说,我们已经走过了完整的1米。
然后,我们回想一下之前的分割方式,我们每一次都是走过当前剩余距离的一半。
所以,在到达终点之前,我们还要走过剩下的1/2米、1/4米、1/8米......以此类推。
这个过程应该是无限的,因为我们可以不断把剩余的距离继续一分为二。
但是,无限是一个没有终点的概念,我们永远也无法真正走完所有的无限个分割。
这个悖论揭示了数学中无限性的一些非直觉的性质。
它告诉我们,我们虽然可
以一直不断地将距离分成更小的部分,但是有时候,在无限性面前,我们无法到达预定的目标。
换句话说,即使我们可能无限地将一条线段分割得越来越小,但它不能无限地延伸下去。
在这个例子中,我们永远无法走完所有的分割,即使我们看起来在不断前进。
芝诺悖论在古希腊时期引起了强烈的讨论和思考,对于当时的数学和哲学有着
深远的影响。
通过这种思考悖论,我们可以更好地理解无限性和运动的性质,并且对我们对数学和现实世界的理解带来了新的启示。
几个有趣的悖论的数学辨析
几个有趣的悖论的数学辨析数学悖论是数学发展过程中的一个重要的存在形态, 它是数学体系中出现的一种尖锐的矛盾, 对于这一矛盾的处理与研究, 丰富了数学的容, 促进了数学的发展。
作为一名数学教师, 学习有关这方面的知识, 并进行研究, 既能提高自己的专业水平, 又能使授课容生动有趣; 作为学生了解这方面的容,不但能扩大知识面, 而且能提高学习兴趣1 芝诺悖论在西方的数学史上有一个非常有名的数学悖论——芝诺悖论。
芝诺是公元五世纪古希腊埃利亚学派的代表人物。
芝诺本人既不是一位科学家, 更不是一位数学家, 芝诺的老师是埃利亚学派的创始人巴门尼德。
巴门尼德是个一神论者, 他认为世界的本原是“不生不灭、完整、唯一和不动的”。
但世界显然是丰富多彩、复杂纷繁的,怎么会是“唯一” 的呢?一个完全不动的世界怎么可能呢? 于是引起同时代人的反驳。
芝诺为了捍为他老师的学说, 提出了一些论述。
其中最有名的有四个, 历史上称为芝诺悖论。
作为巴门尼德的继承人, 他力图证明, 如果承认“ 多” 和“ 运动” , 就会招致更加荒谬的结果。
限于篇幅, 在此只辑录其二。
二分法: 你不能在有限的时间穿过无穷的点。
在你穿过一定的距离的全部之前, 你必须穿过这个距离的一半。
这样做下去就会陷入无止境, 所以在任何一定的空间中都有无穷个点, 你不能在有限的时间中一个接一个地接触无穷个点。
阿喀琉斯追不上大乌龟: 阿喀琉斯是古希腊《荷马史诗》中一个跑得最快的大英雄, 他怎么会跑不过大乌龟呢? 假定他的速度是乌龟的10倍, 阿喀琉斯与乌龟赛跑的路程是1千米, 让乌龟先跑110千米, 然后让阿喀琉斯去追。
于是问题来了。
当阿喀琉斯追到110千米的地方, 乌龟又向前跑了1100千米, 当阿喀琉斯又追到1100千米时, 乌龟又向前跑了110000千米, … …, 这样一来, 一直追下去, 阿喀琉斯会追上大乌龟吗?之所以说这两个论证是悖论, 是因为我们知道, 无论是谁, 不管身高身低, 只要一迈步, 都可以在有限的时间越过无穷多个点; 无论是谁, 都不会相信大英雄阿喀琉斯竟会跑不过大乌龟。
芝诺悖论
芝诺(埃利亚)(Zeno of Elea)生活在古代希腊的埃利亚城邦。
他是埃利亚学派的著名哲学家巴门尼德(Parmenides)的学生和朋友。
关于他的生平,缺少可靠的文字记载。
柏拉图在他的对话《巴门尼德》篇中,记叙了芝诺和巴门尼德于公元前5世纪中叶去雅典的一次访问。
其中说:“巴门尼德年事已高,约65岁;头发很白,但仪表堂堂。
那时芝诺约40岁,身材魁梧而美观,人家说他已变成巴门尼德所钟爱的了。
”按照以后的希腊著作家们的意见,这次访问乃是柏拉图的虚构。
然而柏拉图在书中记述的芝诺的观点,却被普遍认为是相当准确的。
据信芝诺为巴门尼德的“存在论”辩护。
但是不象他的老师那样企图从正面去证明存在是“一”不是“多”,是“静”不是“动”,他常常用归谬法从反面去证明:“如果事物是多数的,将要比是‘一’的假设得出更可笑的结果。
”他用同样的方法,巧妙地构想出一些关于运动的论点。
他的这些议论,就是所谓“芝诺悖论”。
芝诺有一本著作《论自然》。
在柏拉图的《巴门尼德》篇中,当芝诺谈到自己的著作时说:“由于青年时的好胜著成此篇,著成后,人即将它窃去,以致我不能决断,是否应当让它问世。
”公元5世纪的评论家普罗克洛斯(Proclus)在给这段话写的评注中说,芝诺从“多”和运动的假设出发,一共推出40个各不相同的悖论。
芝诺的著作久已失传,亚里士多德的《物理学》和辛普里西奥斯(Simplici-us)为《物理学》作的注释是了解芝诺悖论的主要依据,此外只有少量零星残篇可提供佐证。
现在流传下来而广为人所知的所谓“芝诺悖论”共有九个:四个是关于运动的,三个是指向“多”的,一个是反对空间观念的,另一个则试图表明感觉是不可靠的,其中关于运动的4个悖论尤为著名。
直到19世纪中叶,亚里士多德关于芝诺悖论的引述及批评几乎是权威的,人们普遍认为芝诺悖论不过是一些诡辩。
英国数学家B.罗素感慨的说:“在这个变化无常的世界上,没有什么比死后的声誉更变化无常了。
之诺悖论
一、历史追溯芝诺的运动论辨全部得自亚里士多德在《物理学》中的转述,有四个:1、二分法。
物体在到达目的地之前必须先到达全程的一半,这个要求可以无限的进行下去,所以,如果它起动了,它永远到不了终点,或者,它根本起动不了。
2、阿喀琉斯(一译阿基里斯)。
快跑者永远赶不上慢跑者,因为追赶者必须首先跑到被追者的出发点,而当它到达被追者的出发点,又有新的出发点在等着它,有无限个这样的出发点。
3、飞矢不动。
任何东西占据一个与自身相等的处所时是静止的,飞着的箭在任何一个瞬间总是占据与自身相等的处所,所以也是静止的。
4、运动场。
两列物体B、C相对于一列静止物体A相向运动,B越过A的数目是越过C的一半,所以一半时间等于一倍时间。
四个论辨可分成两组,前两个假定时空是连续的,后两个假定时空是分立的,每组的第一个论证绝对运动不可能,第二个论证相对运动不可能。
关于多的论辨得自辛普里丘在《〈物理学〉注释》的转述,大意是:如果事物是多,那么大会大到无限大,小会小到零,因为任何数量都可以无限分割,若分割的结果等于零,则总和是零,若分割结果不是零,则无限总和是无限大。
以上转述从哲学史角度看都过于粗疏,不过对于讨论其哲学含义则差不多够了。
19、20世纪之交的绝对唯心主义者象布拉德雷(Bradley,F.H)全盘接受芝诺的论证和结论。
他视运动、时间空间为幻象,芝诺论辩正好符合他的主张,当然全盘接受。
在《现象与实在》中他写道:“时间与空间一样,已被最明显不过的证明为不是实在,而是一个矛盾的假象。
”除布拉德雷之外,哲学史上大部分哲学家认为芝诺的结论是荒谬的,其论证有问题。
不过,在不断检查其论证毛病的过程中,人们反倒发现了芝诺论辨的深刻之处。
常常是人们自以为解决了芝诺悖论,不多久就又发现其实并没有解决。
已知最早的批评来自亚里士多德。
关于二分法,他说,虽然不可能在有限的时间越过无限的点,但若把时间在结构上看成与空间完全一样,也可以无限分割,那么在无限的时间点中越过无限的空间点是可能的;关于阿喀琉斯,他说,如慢者永远领先当然无法追上,但若允许越过一个距离,那就可以追上了;关于飞矢不动,他说,这个论证的前提是时间的不连续性,若不承认这个前提,其结论也就不再成立了;关于运动场,他说,相对于运动物体与相对于静止物体的速度当然是不一样的,越过同样距离所花的时间当然也不一样。
第一节 无穷级数
则称无穷级数发散 则称无穷级数发散 . 当级数收敛时, 当级数收敛时 称差值
为级数的余项 为级数的余项. 显然 余项
12
讨论等比级数 又称几何级数) 例1. 讨论等比级数 (又称几何级数 又称几何级数
( q 称为公比 ) 的敛散性 的敛散性.
a −aq = 1−q a 从而 limSn = n→ ∞ 1−q a 因此级数收敛 , 其和为 ; 1−q 从而 limSn = ∞, n→ ∞
解: 考虑加括号后的级数
发散 , 从而原级数发散 .
23
三、级数收敛的必要条件
设收敛级数 证: u = Sn − Sn−1 n 则必有
∴ limu = limSn −limSn−1 = S − S = 0 n
n→ ∞ n→ ∞ n→ ∞
可见: 若级数的一般项不趋于0 可见 若级数的一般项不趋于 , 则级数必发散 . 例如, 例如 其一般项为 不趋于0, 因此这个级数发散. 不趋于 因此这个级数发散
6
几点结论: 第三步 几点结论: 1.无穷级数是以加法形式出现的极限问题 是 .无穷级数是以加法形式出现的极限问题, 披着羊皮的狼” 羊皮 是加法─ 羊皮” “披着羊皮的狼”. “羊皮”是加法─显得很易处 理, “狼”是极限─实际不易处理 狼 是极限─实际不易处理; 2.正由于本质是极限,故出现“极限是否存 .正由于本质是极限,故出现“ 的问题,即无穷多项“相加”可能是“ 在”的问题,即无穷多项“相加”可能是“没有 和”的; 3.正由于本质是极限,故加法的性质 如交换 .正由于本质是极限,故加法的性质(如交换 结合律等)不可以无条件平移过来 不可以无条件平移过来; 律、结合律等 不可以无条件平移过来; 正式定义无穷级数、部分和、 第四步 正式定义无穷级数、部分和、和等概 念。
芝诺悖论无穷级数解释
芝诺悖论无穷级数解释芝诺(zenoofelea)辩论(argument)——从量子的角度能得到完善的解决。
这里用无穷级数做些解释。
阿基里斯与乌龟接力赛问题:古希腊神话中善走的英雄阿基里斯和乌龟的接力赛,如果先使乌龟跳跃1000米后,再使阿基里斯回去冲乌龟,那么阿基里斯不可能将冲上乌龟。
芝诺辩论:因为在赛跑中,追者首先必须到达被追者的出发点,当阿基里斯追到100米时,乌龟已经又向前爬了10米,于是,一个新的起点产生了;阿基里斯必须继续追,而当他追到乌龟爬的这10米时,乌龟又已经向前爬了1米,阿基里斯只能再追向那个1米。
就这样,乌龟会制造出无穷个起点,它总能在起点与自己之间制造出一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿基里斯就永远也追不上乌龟!从逻辑上谈上述辩论没任何问题,但似乎不合乎现实!无穷级数分析:设立乌龟的出发点为a1,阿基里斯的起跑点为a0,两者的间距为s1,乌龟的速度为v,阿基里斯的速度就是乌龟的100倍,即为100v.因为乌龟爬行到a2的时间与阿基里斯到达a1的时间相等,所以s2ss1,即s2 1.v100v100以此类推,sn1sn2s,sn n1,所以1001001sn100阿基里斯在追赶乌龟时所跑的路程为:n1s1s s1s2s3sn21s1s11001s11001s110031s1100n1n123111s1110010010011001n11100100s1lim s1.n991100因此,从表面来看,阿基里斯在追上乌龟的过程中总走不回去,但模型分析排序所述当阿基里斯追到离起点100s1处时,已经追赶上了乌龟。
99。
从极限角度解释芝诺悖论
从极限角度解释芝诺悖论题目:从极限角度解释芝诺悖论【导言】在古希腊数学史上,芝诺的悖论被视为数理逻辑领域中的一颗明珠。
它通过对质疑动态和时间的无限分割,挑战了人们对真实世界的直观理解。
本文将以极限的观点,解读芝诺悖论并探讨其含义。
【正文】1. 芝诺悖论的起源芝诺悖论起源于古希腊数学家芝诺提出的一系列非常反直觉的思维实验。
其中最著名的是“亚基里斯赛跑”和“阿喀琉斯之舟”两个悖论。
在亚基里斯赛跑中,亚基里斯每次都会落后于乌龟一点点,因此他永远都赶不上乌龟;而在阿喀琉斯之舟中,阿喀琉斯每次射箭之前,船总是移动到了箭射到的位置,所以他永远无法将箭射中目标。
2. 极限的观点要理解芝诺悖论,我们需要引入“极限”的概念。
极限是用来描述趋近于某个特定值或状态时的无限过程。
当我们观察运动变化或无限分割时,极限的思想可以帮助我们解释一些看似矛盾的现象。
3. 亚基里斯赛跑的极限分析在亚基里斯赛跑中,亚基里斯每次都会离乌龟更近一点,但永远不会赶上它。
然而,如果我们用极限的观点来看待这个过程,我们会发现每次迭代,亚基里斯离乌龟的距离会趋向于无穷小,但他永远不会达到乌龟的位置。
4. 阿喀琉斯之舟的极限分析在阿喀琉斯之舟中,船总是在阿喀琉斯射箭之前移动到箭射到的位置。
尽管看起来这种情况下箭无法射中目标,然而通过极限的思考,我们可以认识到,船的移动速度趋近于零、而箭射出的速度是有限的,所以当阿喀琉斯射箭的瞬间到来时,箭射中目标成为可能。
5. 芝诺悖论的启示芝诺悖论通过思考动态过程中的无限分割,揭示了我们的感官和直觉不能完全捕捉到真实世界的特性。
在现代数学中,通过引入极限、序列和无穷的概念,我们能够正式地处理芝诺悖论中的矛盾,并将其应用于数学推理中。
【总结】芝诺悖论作为古希腊数学史上的一颗明珠,挑战了人们对真实世界的直观理解。
通过极限的观点,我们可以解释亚基里斯赛跑和阿喀琉斯之舟这两个悖论,并在这个过程中进一步理解动态过程中的无限分割。
阿基里斯“悖论”里收敛的无穷级数
阿基里斯“悖论”里收敛的无穷级数
阿基里斯悖论是古希腊哲学家芝诺提出的一个著名的哲学难题。
它提出了一个看似合理但实际上不可能的结论:即使世界上最快的动物阿基里斯也无法追上慢速行走的乌龟。
这个悖论在数学领域也有着深远的影响,尤其是与无穷级数的关系。
阿基里斯悖论与无穷级数的联系在于,它揭示了无穷级数求和的问题。
芝诺认为,阿基里斯在任何给定的时间间隔内,都无法追上乌龟,因为在这段时间里,乌龟已经前进了一定距离。
将这段距离看作一个无穷级数,我们可以将其表示为:
d = 1/1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ...
这个级数是一个收敛的无穷级数,其和可以表示为:
H = ln(1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + ...)
通过对这个级数的求和,我们可以得到一个有限的值,这意味着尽管阿基里斯在每个时间间隔内都无法追上乌龟,但经过无穷多个时间间隔,他最终可以追上乌龟。
这一结果揭示了收敛无穷级数在实际问题中的重要性。
收敛的无穷级数在数学和实际问题中具有广泛的应用。
例如,在微积分中,极限和连续性概念都与收敛级数密切相关。
收敛级数还用于求解各种数学问题,如求解方程、求解积分等。
在物理学、工程学等领域,收敛级数也发挥着重要作用,例如用级数表示连续函数的值,从而简化问题求解。
总之,阿基里斯悖论揭示了收敛无穷级数在数学和实际问题中的重要性。
它让我们认识到,在某些情况下,看似不可能的问题实际上可以通过无穷级数
求和来解决。
芝诺悖论
芝诺悖论解答芝诺悖论(Zeno's paradoxes)是古希腊数学家芝诺(Zeno of Elea)提出的一系列关于运动的不可分性的哲学悖论。
这些悖论由于被记录在亚里士多德的《物理学》一书中而为后人所知。
芝诺提出这些悖论是为了支持他老师巴门尼德关于“存在”不动、是一的学说。
这些悖论中最著名的两个是:“阿基里斯跑不过乌龟”和“飞矢不动”。
这些方法现在可以用微积分(无限)的概念解释,但还是无法用微积分解决,因为微积分原理存在的前提是存在广延(如,有广延的线段经过无限分割,还是由有广延的线段组成,而不是由无广延的点组成。
),而芝诺悖论中既承认广延,又强调无广延的点。
这些悖论之所以难以解决,是因为它集中强调后来笛卡尔和伽桑迪为代表的的机械论的分歧点。
这些悖论其实都可以简化为:1/0=无穷。
留传下来的芝诺悖论共有8个,最为著名的主要有4个,分别为二分法悖论、阿基里斯(Achilles)悖论、飞矢不动悖论和游行队伍悖论。
二分法悖论的内容是:事物想要运动完全程,就必须运动完全程的一半,而全程的一半还有一半,一半的一半还是有一半,这样一来一半的概念是可以无限地划分的,因而,事物在运动的过程中是永远无法经过“一半”的。
因此,运动是永远无法终结和进行的,因而运动不存在。
这里的问题所在是把时间看作了一个有限的概念而把空间看做了一个无限的范畴。
因而认为无法在有限中完成无限。
然而事实上,根据马克思理论,事物的有限无限的概念完全是相对的,不能片面地承认一方面的存在而否定另外一方。
比如说,一条线段(距离)包括无限的点,人永远无法走完这无数的点,正如他永远无法数清这些点一样。
为什么人们不认为数不清这无数的点是个悖论,却认为走完这无数的点就成了悖论了呢?原因就在于数数和运动是不同性质的东西,数数是空间中的行为,运动是本身的时间中的行为,不能混淆时间和空间。
第二个悖论是最为复杂的阿基里斯(Achilles)悖论。
芝诺认为追赶者,即阿基里斯需要一定的时间才能达到被追赶者(乌龟)于该时间开始的出发之处。
芝诺悖论无穷级数求解
芝诺悖论无穷级数求解芝诺悖论是一种古老而有趣的数学悖论,涉及到无穷级数的求解。
该悖论最早由古希腊数学家芝诺提出,他认为对一个无限的任务集合进行求和,将无法完成。
芝诺悖论的核心在于无穷级数的求和问题。
无穷级数是一系列数的和,其中每一项与前一项之间有规律的关系。
例如,常见的无穷级数可以表示为1+1/2+1/4+1/8+...,其中每一项都是前一项的一半。
芝诺悖论的思考方式是,假设我们从第一项开始,每一步都能加上前一项,那么我们应该可以得到一个有限的总和。
然而,如果我们将这个无穷级数的总和表示为S,我们可以通过以下方式推算:S = 1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + ...将S乘以1/2得到:1/2 * S = 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + ...将这个等式的两侧相减:(1 - 1/2) * S = 1化简得到:1/2 * S = 1解得:S = 2根据上述计算,我们得到了一个令人惊讶的结果,即无穷级数1+1/2+1/4+1/8+...的总和等于2。
然而,这与我们的直觉不符。
我们知道这个无穷级数是无限接近于2,但却不等于2。
这就是芝诺悖论的核心所在。
无穷级数的求和并不是一种直观的操作。
尽管我们可以进行一系列推导,看似得到了有理的结果,但这个结果与我们的直觉和实际情况不符。
实际上,芝诺悖论表明了无穷级数求和的难题。
数学家们在近几个世纪里一直在探索如何更准确地定义和求解无穷级数。
他们提出了一系列概念和方法,如级数的收敛性、绝对收敛等,以便更好地处理无穷级数。
总的来说,芝诺悖论向我们展示了数学中的困难和悖论。
它提醒我们,在处理无穷级数时需要谨慎,并不是所有的推导都可以直接应用于无穷情况。
数学家们仍然在努力解决这个问题,以更好地理解和解释无穷级数的求解。
芝诺悖论的极限分析
芝诺悖论的极限分析学生姓名:王慧文指导教师:岳进摘要:古希腊哲学家芝诺提出了著名的“二分法”,其结论的荒谬性不言而喻,可是对他的论证我们似乎很难找出毛病,好像是可以接受的。
其结论之所以不可以接受,源于在他的论证中隐藏着一些谬论。
在极限方面过程中把带有统一度量单位的“无穷”混为一谈。
在哲学方面违反了辩证法的客观性原则、全面性原则和对立统一性原则;但芝诺悖论的提出,对辩证法的方法,以及运动过程中诸要素的多种矛盾,通过逻辑运算对芝诺悖论的荒谬性进行反驳,对数学的发展起了很大的作用。
同时本文利用数学求极限的方法,通过逻辑运算,揭示阿基里斯永远追不上乌龟结论的错误。
关键词:悖论;无穷与有穷;运动与静止;连续与间断引言:数学悖论是数学发展过程中的一个重要的存在形态,它是数学体系中出现的一种尖锐的矛盾,对于这一矛盾的处理与研究,丰富了数学的内容,促进了数学的发展。
芝诺是公元五世纪古希腊埃利亚学派的代表人物。
芝诺“二分法”悖论是说,你不能在有限的时间内穿过无穷的点。
在你穿过一定的距离的全部之前,你必须穿过这个距离的一半。
这样做下去就会陷入无止境,所以在任何一定的空间中都有无穷个点,你不能在有限的时间中一个接一个地接触无穷个点。
运动只是假象,不动不变才是真实。
假如承认有运动,就得承认速度最快的赶不上速度最慢的”,即快的“只能无限地接近但永远不能赶上”慢的。
因为,快的要追上慢的,总要到达慢的所处,的所经过的每个出发点,而当它到达第一个出发点时,慢的已经往前走了“一段,即阿基里斯追赶乌龟的赛跑。
芝诺的哲学观点虽然不对,但是,他如此尖锐地提出了空间和时间是连续还是离散的问题,引起人们长期的讨论和发展,不能不说是巨大的贡献。
本论文就是通过极限与哲学的分析,对芝诺悖论进行剖析。
1、悖论对数学产生的作用1.1从悖论说起什么是悖论?它既属于逻辑矛盾、语义矛盾,也属于思想方法上的矛盾。
简单地说,悖论一般表现为这样的命题:如果你认为它真,则可以推出它为假;如果你认为它假,则可以推出它为真[1]。
芝诺悖论漫谈
芝诺悖论漫谈我在初中学习反比例函数的时侯,对函数图像和X轴“无限接近却永无交点”这件事很是不解。
两个物体,就拿手中的两支笔为例,既然在相触之前可以“无限地接近”,那么这个接近的过程就应该是“永远无法完成的”,但它们最终还是碰到了一起了。
它们是如何从“无限接近”的状态一下子就碰到一起了?我想一定有很多人有过我这样的困惑。
然而我那时认为这也只是胡思乱想罢了,所以当时把它忽略了。
其实,早在古希腊时期,哲学家芝诺就提出了和这类似的问题。
当然,他的问题完全是另一种陈述方式,这就是我们下面要讨论的芝诺悖论:一位飞毛腿名叫阿基里斯(是传说中的跑神)。
有一天他和一只乌龟赛跑,阿基里斯的速度是乌龟速度的10倍。
阿基里斯的起跑线设在乌龟身后十米处,他们同时同向开跑。
芝诺预言,阿基里斯追不上这只乌龟。
为什么呢?芝诺的理由是这样:比赛开始时,乌龟在阿基里斯前方十米;当阿基里斯跑完这十米,乌龟向前跑了一米;当阿基里斯跑完这一米之后,乌龟又向前跑了0.1米,阿基里斯跑0.1米,乌龟向前跑0.01米,……如此下去,每当阿基里斯经过一段时间追赶后跑到乌龟所在地的时候,乌龟在这段时间又向前跑了另一段距离。
这个过程要经过无限步骤,因此阿基里斯追不上乌龟。
这是芝诺的第一个悖论。
(在我小时候被人追逐的时候,我也这样想过!)我们把乌龟作为参照物,就可以得到这样一个表述:一物体P要从A点移动到B点。
它要首先从A点移动到AB的中点C1,然后再从C点移动到AC1中点C2,到C2之后又要移动到AC2中点C3,……这样每到一个Cn之后又都有Cn+1等在前方。
这个过程是无限的,因此P永远也到不了终点B。
如果把B点看成任意的,那就意味着P不能从A点移动到任何一点,因此P的运动是不可能的。
事实上,我们把这一列点的顺序倒过来,就得到芝诺的另一个悖论:运动不可能。
因为P从A点出发要移动到B,那它首先要移到AB终点C1,要移动到C1,又要首先移动到AC1中点C2,……这样,P要从A移动到Cn必须先移动到ACn的中点Cn+1,这个要求是无穷的。
第十二章 无穷级数
1000 + 100 + 10 + L
1 < 1 的几何级数, 易求得它的和为 的几何级数, 这是一个公比为 q = 10
1000 10000 1 = = 1111 , 1 9 9 1− 10
9
1000 10000 1 = = 1111 , 1 9 9 1− 10
15
调和级数
1 1 1 1 ∑ n = 1 + 2 + 3 + L+ n + L , n =1
∞
讨论
n 1 1 1 1 Q S2n − Sn = > + +L+ = , n+1 n+ 2 2n 2n 2
假设调和级数收敛 , 其和为 S .
( = 于是 lim S2n − Sn) S − S = 0 , n→∞
Sn = u1 + u2 + L+ un ,L
4
2、级数的收敛与发散: 级数的收敛与发散:
当 n → ∞ 时, 如果级数
n→ ∞
∑ un 的部分和数列 S
n=1
∞
n
有极限 S ,ຫໍສະໝຸດ 即 lim Sn = S , 则称无穷级数
∞
收敛, ∑ un 收敛,
n=1
∞
这时极限 S 叫做级数
∑ un 的和,并写成
∞
而已知
上述性质 性质得 收敛, 矛盾. 收敛, ∑ un 收敛, 由 上述 性质得 ∑1 vn 收敛, 矛盾. n=
∞
n=1
所以
∑(u + v )
因明 芝诺悖论-概述说明以及解释
因明芝诺悖论-概述说明以及解释1.引言1.1 概述芝诺悖论是一个由古希腊哲学家芝诺提出的哲学难题,它通过一系列逻辑推理的方式展示了一些看似荒谬的结论。
这个悖论的出现使人们开始思考该如何理解和解决这种看似无解的问题。
芝诺悖论因其极具挑战性和深远影响而成为了哲学、数学和逻辑学等学科领域中的经典案例。
芝诺悖论的核心思想是运用逻辑和推理的方式,试图揭示出与常识和直觉相悖的结论。
它通过一系列巧妙构造的论证过程,使人们遭遇到逻辑的困境,找不到一个合理的答案。
这种思维的反直觉和矛盾给人们带来了巨大的挑战,同时也引发人们的深思。
芝诺悖论的出现激发了人们对逻辑和推理的思考。
它促使我们重新审视传统的逻辑规则和推理方式是否能够解决这类看似荒谬的问题。
芝诺悖论的引入使人们认识到,传统的逻辑体系可能并不完备,需要对其进行重新构思和拓展。
因此,这个悖论在推动逻辑学和数学领域的发展方面发挥了重要作用。
在本文中,我们将探讨芝诺悖论的起源和背景,对其进行描述和解释,并探讨其对哲学和数学的启示。
我们还将思考如何对芝诺悖论进行思考和总结,并探讨其在实际应用和学科发展中的应用和发展。
通过对这一经典悖论的研究,我们可以拓展我们的思维方式和逻辑能力,并对世界的本质有更加深刻的认识。
1.2文章结构文章结构的设计是非常重要的,它有助于读者理解整篇文章的逻辑结构和思路,使文章更具条理性和连贯性。
在本文中,我们将按照以下结构来组织内容:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 芝诺悖论的起源和背景2.2 芝诺悖论的描述和解释2.3 芝诺悖论的影响和意义3. 结论3.1 对芝诺悖论的思考和总结3.2 芝诺悖论对哲学和数学的启示3.3 芝诺悖论的应用和发展在引言部分,我们将给出关于因明和芝诺悖论的简要概述,引出接下来正文的主题。
我们还会提供文章的结构,以帮助读者理解整个论文的内容框架。
最后,我们将说明本篇文章的目的,即对芝诺悖论进行深入的探究和分析。
71无穷级数的概念与性质
前n项和
sn
1 2 3
n
n(n 1) 2
而
lim
n
sn
n(n 1)
lim
n 2
所以, 级数发散.
8
常数项级数的概念
例 讨论等比级数(几何级数)
(重要)
aqn a aq aq2 aqn (a 0) 的收敛性.
n0
解 如果q 1 时
sn
a aq aq2
a aqn
aqn1
23
n
ln
2
3 2
4 3
n n
1
ln(1
n)
由
lim
n
Sn
lim ln(n
n
1)
22
常数项级数的概念
例 判别下列级数的敛散性
1
n3 2n 5
n1(2n 1)(2n 1)(2n 3)
2
3nn
n1(1
n)n
3
n1
1 3n
lnn 3 3n
常用于判别级数发散.
解题思路
级数收敛的必要条件
u1+u2+ …+un+…为常数项级数,又无穷级数,简称级数.
un u1 u2 u3 un
n1
(1)
如
3 10
3 100
3 10n
;
通项
1 1 1 1 (1)n1 1 ;
234
n
1 1 1 1 (1)n1 .
均为(常)数项级数.
4
常数项级数的概念
调和级数
1 1 1 23
1 n
有 lim n
un
0
但级数是否收敛?
21
几个有趣的悖论的数学辨析
几个有趣的悖论的数学辨析数学悖论是数学发展过程中的一个重要的存在形态, 它是数学体系中出现的一种尖锐的矛盾, 对于这一矛盾的处理与研究, 丰富了数学的内容, 促进了数学的发展。
作为一名数学教师, 学习有关这方面的知识, 并进行研究, 既能提高自己的专业水平, 又能使授课内容生动有趣; 作为学生了解这方面的内容,不但能扩大知识面, 而且能提高学习兴趣1 芝诺悖论在西方的数学史上有一个非常有名的数学悖论——芝诺悖论。
芝诺是公元五世纪古希腊埃利亚学派的代表人物。
芝诺本人既不是一位科学家, 更不是一位数学家, 芝诺的老师是埃利亚学派的创始人巴门尼德。
巴门尼德是个一神论者, 他认为世界的本原是“不生不灭、完整、唯一和不动的”。
但世界显然是丰富多彩、复杂纷繁的,怎么会是“唯一” 的呢?一个完全不动的世界怎么可能呢? 于是引起同时代人的反驳。
芝诺为了捍为他老师的学说, 提出了一些论述。
其中最有名的有四个, 历史上称为芝诺悖论。
作为巴门尼德的继承人, 他力图证明, 如果承认“ 多” 和“ 运动” , 就会招致更加荒谬的结果。
限于篇幅, 在此只辑录其二。
二分法: 你不能在有限的时间内穿过无穷的点。
在你穿过一定的距离的全部之前, 你必须穿过这个距离的一半。
这样做下去就会陷入无止境, 所以在任何一定的空间中都有无穷个点, 你不能在有限的时间中一个接一个地接触无穷个点。
阿喀琉斯追不上大乌龟: 阿喀琉斯是古希腊《荷马史诗》中一个跑得最快的大英雄, 他怎么会跑不过大乌龟呢? 假定他的速度是乌龟的10倍, 阿喀琉斯与乌龟赛跑的路程是1千米, 让乌龟先跑110千米, 然后让阿喀琉斯去追。
于是问题来了。
当阿喀琉斯追到110千米的地方, 乌龟又向前跑了1100千米, 当阿喀琉斯又追到1100千米时, 乌龟又向前跑了110000千米, … …, 这样一来, 一直追下去, 阿喀琉斯会追上大乌龟吗?之所以说这两个论证是悖论, 是因为我们知道, 无论是谁, 不管身高身低, 只要一迈步, 都可以在有限的时间内越过无穷多个点; 无论是谁, 都不会相信大英雄阿喀琉斯竟会跑不过大乌龟。
芝诺悖论今昔谈
芝诺悖论今昔谈爱利亚的芝诺为了捍卫他老师巴门尼德关于“存在”不动、是一的学说,提出了著名的运动悖论和多悖论,以表明运动和多是不可能的。
他的结论在常人看来当然很荒谬,但他居然给出了乍看起来颇令人信服的论证,故人们常常称这些论证构成了悖论或佯谬。
不过,若细细推敲,其结论未必荒谬,其论证未必令人信服,故中性的称这些论证为芝诺论辨(Argument)最为合适。
一、历史追溯芝诺的运动论辨全部得自亚里士多德在《物理学》中的转述,有四个:1、二分法。
物体在到达目的地之前必须先到达全程的一半,这个要求可以无限的进行下去,所以,如果它起动了,它永远到不了终点,或者,它根本起动不了。
2、阿喀琉斯(一译阿基里斯)。
快跑者永远赶不上慢跑者,因为追赶者必须首先跑到被追者的出发点,而当它到达被追者的出发点,又有新的出发点在等着它,有无限个这样的出发点。
3、飞矢不动。
任何东西占据一个与自身相等的处所时是静止的,飞着的箭在任何一个瞬间总是占据与自身相等的处所,所以也是静止的。
4、运动场。
两列物体B、C相对于一列静止物体A相向运动,B越过A的数目是越过C的一半,所以一半时间等于一倍时间。
四个论辨可分成两组,前两个假定时空是连续的,后两个假定时空是分立的,每组的第一个论证绝对运动不可能,第二个论证相对运动不可能。
关于多的论辨得自辛普里丘在《〈物理学〉注释》的转述,大意是:如果事物是多,那么大会大到无限大,小会小到零,因为任何数量都可以无限分割,若分割的结果等于零,则总和是零,若分割结果不是零,则无限总和是无限大。
以上转述从哲学史角度看都过于粗疏,不过对于讨论其哲学含义则差不多够了。
19、20世纪之交的绝对唯心主义者象布拉德雷(Bradley,F.H)全盘接受芝诺的论证和结论。
他视运动、时间空间为幻象,芝诺论辩正好符合他的主张,当然全盘接受。
在《现象与实在》中他写道:“时间与空间一样,已被最明显不过的证明为不是实在,而是一个矛盾的假象。
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芝诺悖论无穷级数解释 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
芝诺(Zeno of Elea )辩论(Argument )
——从量子的角度能得到完善的解决。
这里用无穷级数做些解释。
阿基里斯与乌龟赛跑问题:古希腊神话中善跑的英雄阿基里斯和乌龟的赛
跑,如果先让乌龟爬行1000米后,再让阿基里斯去追乌龟,那么阿基里斯不可能追上乌龟。
芝诺辩论:因为在赛跑中,追者首先必须到达被追者的出发点,当阿基里斯
追到100米时,乌龟已经又向前爬了10米,于是,一个新的起点产生了;阿基里斯必须继续追,而当他追到乌龟爬的这10米时,乌龟又已经向前爬了1米,阿基里斯只能再追向那个1米。
就这样,乌龟会制造出无穷个起点,它总能在起点与自己之间制造出一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿基里斯就永远也追不上乌龟!
从逻辑上讲上述辩论没有任何问题,但显然不符合现实! 无穷级数分析:
设乌龟的出发点为1A , 阿基里斯的起跑点为0A ,两者的间距为1s ,乌龟的速度为v ,阿基里斯的速度是乌龟的100倍,即为100v .
因为乌龟爬行到2A 的时间与阿基里斯到达1A 的时间相等,所以
21100s s v v =,即12100
s s =. 以此类推,21100n n s s --=,1100
n n s
s -=,所以
1
11100n n s s -⎛⎫
= ⎪
⎝⎭
阿基里斯在追赶乌龟时所跑的路程为:
123n s s s s s =+++++
2
3
1
111111111100100100100n s s s s s -⎛⎫⎛⎫
⎛⎫
=++++
++
⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
⎝⎭
231
111111100100100100n s -⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++++
++
⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
⎢⎥⎣
⎦
11
111100100lim .1991100
n n s s →∞⎡⎤
⎛⎫⋅-⎢⎥
⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦==-
因此,从表面上看,阿基里斯在追赶乌龟的过程中总跑不完,但模型分析计算可知当阿基里斯追到离起点
1100
99
s 处时,已经追赶上了乌龟。