الانتقال إلى المحتوى
The Lumenary
مسار الدهشةاختياري · لا يُقيَّم أبدًاينطلق من Fractions and decimals

Halfway to the wall

هذه الصفحة غير مترجمة بعدُ إلى العربية، لذلك تُعرض باللغة English.

ساعد في الترجمة →
1

السؤال

Walk halfway to a wall. Then walk half of what is left, then half of that, and so on, forever. Do you ever reach the wall? How can infinitely many steps add up to a finite distance?

جرّب التجربة قبل متابعة القراءة. لا توجد طريقة خاطئة للاستكشاف.

2

التجربة

المتسلسلات والمجاميع الجزئية

اجمع الحدود واحدًا تلو الآخر. هل تستقر المجاميع الجزئية Sₙ أم تواصل النمو؟

أمثلة
an =
  • المجاميع الجزئية Sₙ
  • الحدود aₙ

S30 = a1 + … + a30 = 1

المجاميع الجزئية على الشاشة دليل تجريبي وليست برهانًا أبدًا: قد تبدو المتسلسلة مستقرة وهي متباعدة، كما في المتسلسلة التوافقية.

3

تلميحات، إن أردتها

    4

    ما الذي يحدث

    ما الذي يحدث

    After nn steps you have walked

    12+14+⋯+12n=1−12n\frac12 + \frac14 + \dots + \frac1{2^n} = 1 - \frac{1}{2^n}

    of the way, so you are 12n\tfrac{1}{2^n} from the wall. At no finite stage have you arrived. But the gap becomes smaller than any distance you care to name: smaller than a millimetre after 10 steps of a metre, smaller than the width of an atom after about 34. Mathematicians define the sum of infinitely many numbers as the number the running totals get closer and closer to — the limit of the partial sums. Here that limit is 11, so

    12+14+18+⋯=1.\frac12 + \frac14 + \frac18 + \dots = 1 .

    The Greek philosopher Zeno of Elea used puzzles like this one, about 2,500 years ago, to argue that motion is impossible. The modern answer — limits, and the real numbers that guarantee limits exist — took until the nineteenth century to make precise.

    Not every infinite sum is finite. The harmonic series 1+12+13+14+…1 + \tfrac12 + \tfrac13 + \tfrac14 + \dots grows without bound, even though its terms shrink to zero; Nicole Oresme proved this in the fourteenth century by grouping its terms. Telling these cases apart is the beginning of analysis.

    مُختبَر حاسوبيًاصاغه الذكاء الاصطناعي · بانتظار المراجعة البشرية
    5

    إلى أين يقود هذا