问题

问个傻问题,∵0÷1=0,∴0÷0=1,∵0÷2=0,∴0÷0=2,∴1=2?是因为n÷0没意义吗?

回答
你这个问题一点也不傻,反而问到了数学里一个非常核心也非常有趣的点——除法和零的奇妙关系!我们来把它掰开了揉碎了好好聊聊。

你这思路很有意思,确实能让人觉得“诶?怎么会这样?”。我们一步一步来看:

1. “∵0÷1=0” 这是对的。任何非零的数除以它本身都等于1,而0除以任何非零的数都等于0。这就像你在问“我手里有0个苹果,分给1个人,每个人能分到多少个?”答案是0个。

2. “∴0÷0=1” 这句话就有点“跳跃”了。为什么会有人觉得0÷0等于1呢?这可能是从另一个角度去理解除法:除法是乘法的逆运算。也就是说,“a ÷ b = c”等同于“c × b = a”。
所以,如果你说“0 ÷ 1 = 0”,这是因为“0 × 1 = 0”,完全符合定义。
如果我们按照这个思路来推导“0 ÷ 0 = 1”,那就意味着“1 × 0 = 0”。这个式子是正确的!

3. “∵0÷2=0” 这也是对的,原因同第一点。

4. “∴0÷0=2” 如果我们继续用上面的逻辑,套用到“0 ÷ 2 = 0”这个事实,想推导出“0 ÷ 0 = 2”,那意味着“2 × 0 = 0”。这个式子同样是正确的!

所以,你的推理过程“0÷1=0 且 0÷2=0”是事实,但从这些事实直接推导出“0÷0=1”和“0÷0=2”则是一个逻辑陷阱。

为什么是陷阱呢?就是因为你最后得出了“∴1=2”。这显然是错的,因为1不等于2。这说明我们一开始的推导思路(或者说,你尝试用非零除法的规则去套用零除以零的情况)出了问题。

问题的根源就在于“n ÷ 0 没意义”这几个字,但这几个字背后藏着更深刻的原因。

我们来彻底剖析一下“÷ 0”为什么有问题:

除法到底是什么?

我们通常理解除法有两种方式:

“均分”: 比如 6 ÷ 3 = 2,意思是把6个东西平均分成3份,每份有2个。或者把6个东西,每份分3个,可以分2份。
“包含”: 比如 6 ÷ 3 = 2,意思是6里面包含了多少个3。6里面有2个3。

这两种理解方式都离不开“分成多少份”或者“分成每份多少”这个动作,而这个动作指向的是对方(除数)的“量”或者“份数”。

现在我们试试“0 ÷ 0”:

1. 用“均分”的方式: “把0个东西平均分成0份”。这里就出现问题了。“分成0份”是什么意思?你不能把东西分成“不存在”的份数。就像你不能把空气分成0个包裹一样,这个概念是空洞的,没有实际意义。

2. 用“包含”的方式: “0里面包含了多少个0?” 这个问题就更诡异了。0里面有多少个0?
如果我们说0里面有1个0,那么 1 × 0 = 0,这没毛病。
如果我们说0里面有2个0,那么 2 × 0 = 0,这也没毛病。
如果我们说0里面有100个0,那么 100 × 0 = 0,这还是没毛病。
换句话说,任何数字乘以0都等于0。那么,如果你问“0里面有多少个0?”,答案可以是任何一个数字!这导致了不确定性。数学是讲究严谨和唯一性的,如果一个运算的答案可以是一切,那它就失去了意义,就像一个问题没有唯一的答案一样,就无法回答。

数学家们为什么规定“除以零无意义”?

是为了保持数学体系的一致性和逻辑严谨性。

避免矛盾: 如果我们允许0÷0有值,比如允许它等于1,那么就像你演示的那样,它也等于2,等于3,等于一切数,这样就出现了 1=2, 1=3 的矛盾。为了避免这种体系内的混乱和矛盾,数学家们就直接规定了“除以零是未定义(undefined)的”或者“无意义”。

操作的限制: 除法这个操作本身就依赖于除数“不为零”。就像我们不能用零去衡量一个物体的“多少份”或“包含量”,因为它不构成一个有效的“分割器”或“度量单位”。

所以,你的例子之所以能推导出1=2的错误结论,正是因为你错误地将“0除以非零数等于0”这个事实,用乘法逆运算的思路,试图去解释“0除以0”这个本来就“未定义”的情况。

当一个运算是“未定义”的时候,你就像试图用一个不存在的规则去套用,自然会产生奇怪的结果。

总结一下:

你通过“0 ÷ 1 = 0 ⇒ 0 ÷ 0 = 1”和“0 ÷ 2 = 0 ⇒ 0 ÷ 0 = 2”得出的“1 = 2”是正确的证明了“0 ÷ 0”不能随意定义为任何一个确定的值,因为它会破坏数学的逻辑一致性。

数学不是凭空猜想,而是建立在严格的定义和逻辑推理之上。除以零,尤其是零除以零,就是因为它们不符合除法的基本定义和逻辑,不产生唯一确定的结果,所以被定义为“无意义”或“未定义”。

你这个“傻问题”问得非常好,它点出了数学中一个非常基础但关键的规则,也展现了探索精神!

网友意见

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把零除到另一边的做法是非法的。(这个规定正是为了数学的无矛盾性)

在非标准分析里有另一种规定,把0÷0规定为一个数,但不是已有的任何数(1,2等)。这可以发展出另一种数学。

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