级数收敛意义下的一个循环小数的加法问题*1
2014-08-03胡利军
胡 利 军
(包头师范学院 教育科学学院 内蒙古 包头 014030)
由于循环小数和分数可以互化,因此在加法运算中会产生下面的问题:

对吗?
而且还可以有
等.
根据小数的数位表,把循环小数表示成不同计数单位上数的和的形式,有下列两式:
(1)
(2)
根据级数的意义,上述(1)、(2)两式的右端显然是两个收敛的正项级数:
(4)
收敛级数的定义为[1]:对于级数
u1+u2+u3+…+un+…(*),
其部分和数列为
sn=u1+u2+u3+…+un,
若级数(*)的部分和数列{sn}收敛.设

则称级数(*)收敛,s是级数(*)的和,表为
根据级数收敛的定义,级数(3)和(4)都是收敛的.这是因为
对于级数(3)、(4)其n项部分和数列{sn1}和{sn2}分别是


注意到收敛级数有这样一个性质:


(u3±v3)+…+(un±vn)+…
也收敛,其和是A±B.
根据这个性质,级数(4)、(5)的和也是收敛的,设其和为s,则
这样,在收敛级数的意义下,

而且级数(4)、(5)的n项部分和数列{sn1}和{sn2}均收敛,设分别s1、s2即



一般地,每一个循环小数都可以利用一个特殊的幂级数
∑anxn=a0+a1x1+a2x2+…+anxn+…,
其中,令

这个幂级数的和为:

由此式,就可以把任何一个循环小数拆成循环部分加上不循环部分[3].在收敛级数的意义下,类似于上述运算的一些实际问题也是容易给出合理的解释。

解:设这两条曲线共长L.其中第一条和第二条曲线的长分别是L1、L2,L=L1+L2.
由于


所以
显然,此答案的获得,正是利用了收敛级数的性质.

当然,利用循环小数,两条曲线的长可以表示为:

关于这个问题,可以简单地解释为:碰到循环节首位数相加需要进位时,循环节的末位也要进位.这个进位数可以看做是后一个循环节向前一循环节进位得到的[2].如果追问:为什么要这样进位?……
