
谢邀。
题主论述的初等证明方法如下:
1/3=0.333...,0.333...×3=0.999...,1/3×3=1,所以0.999...=1。
首先,这是一种循环论证,它建立在1/3=0.3循环的基础之上,说到底它没有正面回答1/3=0.3循环之理由。其次,我们并不能直接用3去乘0.3循环,因为无限位小数的四则运算的定义是在建立实数域之后才有的操作。要想正面回答1/3等于0.3循环需要有严格的实数定义,对于实数的定义方式有不同的方法(如戴德金分割,康托尔的柯西序列的等价类等),康托尔对于实数的定义为柯西序列的等价类,他认为满足柯西条件的有理数序列是收敛的,把所有不收敛于有理数的数定义为无理数,将有理数和无理数放在一起统称实数。同一个实数可以用不同的柯西序列去逼近,这样我们称收敛于同一实数的柯西序列为柯西序列的等价类,因此每一个实数都可以与其对应的等价类建立映射,因此,可以将柯西序列的等价类作为实数的定义方式。
这便是实数的柯西序列等价类定义的简单描述,关于实数的完备性工作是十分严格的,我只能略述一二,如有错误,欢迎指出。
