Question 0,9999[...]99=1

Bonjour, je suis actuellement à la fac, en mathématiques et j'aimerais vous poser une question, j'espère être au bon endroit.

Je m'intéresse aux "singularités" aux choses qui ne sont pas naturelles, par curiosité, et je suis tombé sur le fait que "0,99999999[...]99=1"
J'ai essayé plusieurs preuves que j'ai montré à ma prof d'outils mathématiques, mais elle ne semble pas d'accord avec les preuves fournies, selon elle, ça ne fonctionne pas.
La plus "propre" selon moi utilise les sommes, que je vous expose dans l'image ci-jointe, mon logiciel de calcul formel étant en accord avec moi, j'aimerais savoir ce que vous en pensez, et avoir quelques explications de votre part.
En espérant une réponse et en vous remerciant par avance.
Cordialement.46303

Réponses

  • Bonjour,

    Sniff ! Ne faudrait il pas faire une FAQ avec tous les marronniers ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Bonjour.

    Pour traiter cette question, il faut définir les écritures qu'on utilise. Déjà, la tienne me semble fausse, puisque 0,999[...]99 veut dire qu'on met un certain nombre de 9 à la place du crochet, puis qu'on termine par encore deux 9. Par exemple 0,9999999999999 ou 0,9999999999999999999999999.
    par contre si tu veux parler de l'écriture 0, suivi d'une infinité de 9, alors il existe plusieurs façons de lui donner une signification. Déjà, contairement à 0,333... (une infinité de 3 après la virgule), elle ne peut pas apparaître comme le résultat d'une division (la preuve que ça fait 1 le justifiera). Mais par exemple comme 3 fois 0,333..., trois fois 1/3, donc c'est 1.

    Ensuite, il faut définir ce genre d'écriture, ce qu'on fait en définissant la notation décimale illimitée, par exemple comme :
    $a_0,a_1a_2a_3...a_n...=a_0+\sum\limits_{k=1}^{+\infty}\frac{a_k}{10^k}$ où $a_0$ est un entier positif et les $a_k$ sont des entiers entre 0 et 9, vus aussi comme des chiffres.
    On peut ensuite, quand on connait bien les propriétés des nombres réels, voir qu'il existe des cas où deux écritures illimitées donnent le même nombre, et que ces cas correspondent exactement aux nombres décimaux. Et une preuve que tu peux facilement faire si tu es en terminale montre alors que ton nombre est l'une des deux écritures décimales illimitées de 1 (l'autre est 1,00000...).

    Cordialement
  • Rescassol écrivait:
    > Sniff ! Ne faudrait il pas faire une FAQ avec tous les marronniers ?
    > Rescassol


    Comme par exemple sur Futura ?

    Cordialement.
  • Je te remercie pour cette réponse, en effet, je pensais que cela était vrai mais le fait d'en discuter avec ma prof (qui est pourtant enseignant-chercheur) m'a fait douter. Je me doute que cette question est redondante mais en effet, il me fallait un avis extérieur impartial.

    Cordialement.
  • Tu peux aller voir le lien que je signalais à Rescassol.
  • Tu ne nous as pas proposé de preuve. On ne peut pas te dire ce que ta prof rejette. (Et bizarrement, tu mets une photo d'écran: j'espère que tu ne confonds pas ça avec une preuve de maths, sait-on jamais)
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bonjour.
    Preuve à la "deux gendarmes" qui fonctionne en classe.

    Le maître écrit au tableau
    1.00000000000...

    0.99999999999...
    et demande à un partisan du $1\neq 0.999999...$ d'intercaler décimale par décimale, en respectant la place de ces décimales, un nombre entre 1.000... et 0.99999...

    Les intellectuels peuvent convertir la manip. en preuve par récurrence.
  • $0.999... = 1$ est un des premiers résultats contre-intuitifs que l'on rencontre dans sa carrière; évidemment en analyse.
  • Si on pose $x=\cdots9999$ alors $10x=\cdots99990$ et

    $10x-x=\cdots99990-\cdots9999$, soit $9x=-9$, d'où $x=-1$.

    En divisant $x$ par $10^n$ et en faisant tendre $n$ vers l'infini,

    on peut conclure $0,9999...=0$.
  • Il est parfaitement exact que $-1= \ldots9999$, mais là où l'argument de Cidrolin pèche c'est que $-10^{-n}$ a toujours une suite infinie de $9$ avant la virgule, et n'importe comment $-10^{-n}$ ne tend pas vers $0$ quand $n$ tend vers l'infini, puisque sa valeur absolue tend vers l'infini.
    L'histoire se passe bien sûr dans l'anneau des nombres 10-adiques.
  • La question posée ici est tout simplement de savoir ''est ce qu'on peut écrire une notion qui s'appelle limite d'une autre manière ?''
  • Une petite remarque :
    Cette écriture de 1 avec que des 9 dans la "partie décimale", peut s'avérer utile par exemple pour calculer, en écriture décimale la différence $1-x$ lorsque $x$ est un rationnel où l'on connaît la période. Il suffit de prendre, à chaque rang, le chiffre "complément" à 9.
  • Bonjour,
    J'ai une question, on considère la série : $\quad\displaystyle \sum_{i \in \N} \frac{a_i}{2^i},\ $ avec $a_i \in \{-1,0,1\}$
    On note $S$ l'ensemble des écritures possible de $\frac{1}{2}$, $\mathrm{card}(S)=\mathrm{card}(\N)$ ou bien $\mathrm{card}(S)=\mathrm{card}(\R)$.

    Merci.
  • Comme ça j'ai plutôt l'impression que $S$ est de cardinal fini.

    Il me semble que les restes d'ordre $n$ de la série $\quad\displaystyle \sum_{i \in \N} \frac{a_i}{2^i}$ sont bornés avec une borne supérieure qui diminue avec $n$.
  • On ne fait pas tout un foin sur le fait que $\dfrac{2}{3}$ et $\dfrac{4}{6}$ qui sont des écritures formellement dissemblables sont pourtant deux écritures parmi tant d'autres pour le même nombre réel.

    PS:
    $1$ et $0,99999999999999....$ diffèrent pour moi d'une quantité infiniment petite donc nulle.

    Montrer qu'une quantité positive est $0$ peut se faire en montrant qu'elle est strictement inférieure à tout nombre réel (et même tout simplement rationnel) strictement positif.
  • T'as trouvé un moyen d'écrire un nombre que tu ne finira pas d'écrire durant toute ta vie. Les calculatrices font une troncature et te disent que c'est 1, mais en fait ce que elles disent que c'est 1 n'est pas 1, parce que toi tu pourra arriver à mettre un nombre entre eux.

    Je pense que c'est différent du fait que 1/2 = 2/4, car si tu dis que 0.99999999[...]99/1 = 1 t'as rien démontrer parce que t'as déjà supposé que 0.99999[...]99 = 1.

    Par définition de 1 t'as le droit que de dire que 0.99999[...]99/1 = 0.9999999[...]99 !
  • @Fin de partie
    Les nombres $1$ et $\quad\displaystyle \sum_{i \in \N^*} \frac{9}{10^i}$ sont égaux. Ils ne diffèrent de rien (sauf $0$).

    @babsgueye
    Il a déjà été dit que la notation 0.99999999[...]99 est trompeuse, à moins que tu ne désignes par cela qu'une somme partielle de la série... ce qui est bien un autre nombre que $1$.
  • ça ne change pas que la limite d'un nombre connu (calculable!). la notion de limite que tu veut évacuer, ne s'évacue pas. Toutes ces notations (en série) ne sont que vieilles conventions. Sinon je vois pas le problème parce qu'on peut écrire presque tous les nombres sous forme de série (limite de somme de terme général d'une suite).
  • @babsgueye
    Je ne comprends pas la réponse mais peut-être ne m'est-elle pas adressée (?).
    Je parle de la notation beaucoup plus ambiguë en mettant des pointillées "entre des extrémités chiffrées" qu'en en mettant juste à la fin comme "des élèves" feraient.
  • J'ai juste repris la notation du fil. Je ne valide rien.
  • Dom:

    $\alpha$ est "infiniment petite":

    Pour tout réel $\epsilon>0$ , $|\alpha|<\epsilon$

    Théorème:
    Une quantité "infiniment petite" est nulle.

    (cette propriété pour caractériser une quantité nulle m'a toujours semblé magique)
  • En tout cas quelque soit la tournure, tu ne sort pas de la notion de limite !

    T'as que ici 1 est point d'adhérence d'une façon plus générale (topologique !)
  • En tout cas la notion d'infini est sous-jacente puisque quand on parle d'écriture décimale, on parle de développement décimal, ce qui n'est rien d'autre qu'une suite (infinie) de chiffres.
  • Dom a écrit:
    Comme ça j'ai plutôt l'impression que $S$ est de cardinal fini.
    Non car pour tout $i$ entier, on a $\frac{-1}{2^{i-1}}+\frac{1}{2^{i+1}}+\frac{1}{2^{i+2}}+...=0$
  • En effet...
  • Les ... c'est l'esprit qui y va. En tout cas ce serait pas bien de présenter cette égalité à de jeunes collégiens tout simplement parce qu'ils ne connaissent pas la notion de limite. On leur dit que l'ensemble des décimaux est inclus dans l'ensemble des rationnels et l'écriture avec un nombre infini de chiffres se conçoit avec des zéros inutiles.
    .... n'est qu'une autre façon de dire ''limite''. ça c'est pas une découverte ! On peut être d'accord sur n'importe quelle notation, vu qu'on est d'accord tout simplement..
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