下面看看Donald Knuth大神怎么忽悠说0^0应该等于1的。
Donald Knuth得过图灵奖,写过The Art of Computer Programming,斯坦福教授,有个中文名叫高德纳,据说是姚储枫教授邀请他访问中国前给取的。在1990年代的某年某月的某一天,Donald Knuth随手写了篇小**叫做Two notes on notation。大概就是介绍两个数学符号的使用问题。里面提到了0^0的争论。大意是:
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Guillaume Libri在1833年发表的一篇**在数学界激起了涟漪,因为它掀起了0^0是否有确定值的争论。虽然绝大多数的数学家同意0^0=1, 但是大牛Augustin-Louis Cauchy在其1821年出版的书中却将0^0与其它诸如0/0,∞-∞等乱七八糟的东西归类为不定式。Guillaume Libri对0^0=1的证明完全不能让人信服,于是Libri的证明在1834年遭到了一个署名为大“S”()的匿名人士的攻击。(顺便插一句,这位Libri老兄曾干过一大票买卖。虽然贵为意大利伯爵(Count, 可见要封侯的话,必须要会算术),不差钱,却从法国图书馆带走数万册珍贵的书籍和手抄本,然后投奔英国,话又说回来,窃书不能算偷,更何况拿走的还是学术类书呢。)
1834年,August Mobius(就是那个把裤腰带的一端扭转180度再连上就把腰带变为无内外两面之分的莫比巫师带的那位),首先用其老板的说法为Libri辩护,基本上就是说当x从正向趋近于0的时候,x^x趋近于1。这倒是没错,可这老兄又进一步胡乱发挥,企图证明当x从正向趋近于0的时候,如果此时f(x)和g(x)都趋近于0, 则f(x)^g(x)趋近于1。唉,这个凭直觉就觉得条件放得太宽松。果不其然,前述那个匿名的大“S”在1834年的后面一期杂志上狠狠地酸了一下Mobius,“你有没有听说过诸如f(x)=e^(-1/x)和g(x)=x这样的函数?!”。最后,被打了脸的Mobius只好在其所发表的论文集中偷偷地撤下了那篇挺Libri的**。这样围绕这个问题的争论就停在那儿了,很明显,结论是0^0的值不定。
但是,非也、非也、非也......,重要的事情说一万遍!任何希望二项式展开定理对于非负的整数n成立的人都必须相信0^0=1,因为当我们将x=0和y=1带入上式时,左边为1,而右边为0^0。
再说,空对空的映射个数就是0^0,也只能是1啊。
另一方面,当f(x)和g(x)独立地逼近0时,我们并不能预知0^0的极限值,从这个意思上Cauchy将0^0当作极值未定也有道理,它与0+0=0比,当然显得较为不确定。Cauchy和Libri都算对吧,但是Libri和挺他的人比如Mobius等并不明白为什么真理其实站在他们一边。
为了完成Mobius没有完成的任务,1977年,Rotando和Korn证明了,如果f(x)和g(x)是在x=0处解析的实函数,就是能展开为泰劳级数(注意:无限可微还不够充分),则当x从正向趋近于0的时候,则f(x)^g(x)趋近于1。
下面是原文摘录:
附原文:
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