(Tony Breyal のかなり良い回答に触発されて、自分の回答を投稿しました)
ゼロはトリッキーで微妙な獣です - それは私たちが知っている通常の代数の法則に準拠していません。
ゼロを任意の数 (ゼロ自体を除く) で割った値はゼロです。もっと数学的に言えば:
0/n = 0 for all non-zero numbers n.
ゼロ自体で除算しようとすると、トリッキーな領域に入ります。0 で割った数値が常に未定義であるというのは正しくありません。問題によって異なります。数値 0/0が定義されている微積分の例を示します。
f(x) と g(x) という 2 つの関数があるとします。その商 f(x)/g(x) を取ると、別の関数が得られます。これを h(x) としましょう。
また、関数の制限を取ることもできます。たとえば、x が 2 になるときの関数 f(x) の極限は、関数が 2 に近づく x を受け取るときに最も近くなる値です。この極限は次のように記述します。
lim{x->2} f(x)
これはかなり直感的な概念です。関数のグラフを描き、それに沿って鉛筆を動かしてください。x の値が 2 に近づくにつれて、関数がどこに行くかを確認します。
次に、例を示します。させて:
f(x) = 2x - 2
g(x) = x - 1
そしてそれらの商を考えます:
h(x) = f(x)/g(x)
lim{x->1} h(x) が必要な場合はどうなるでしょうか? と言う定理があります。
lim{x->1} h(x) = lim{x->1} f(x) / g(x)
= (lim{x->1} f(x)) / (lim{x->1} g(x))
= (lim{x->1} 2x-2) / (lim{x->1} x-1)
=~ [2*(1) - 2] / [(1) - 1] # informally speaking...
= 0 / 0
(!!!)
したがって、次のようになります。
lim{x->1} h(x) = 0/0
しかし、ロピタルの法則と呼ばれる別の定理を使用することができます。これは、この極限も 2 に等しいことを示しています。したがって、この場合、0/0 = 2 (これは奇妙な獣だと言いませんでしたか?)
ここで、0 に関するもう 1 つの奇妙な点があります。0/0 は、それ自体で割ったものはすべて 1 であるという古い代数規則に従っているとしましょう。次に、次の証明を行うことができます。
次のことが与えられます。
0/0 = 1
ここで、両辺に任意の数 n を掛けます。
n * (0/0) = n * 1
両辺を簡約する:
(n*0)/0 = n
(0/0) = n
ここでも、0/0 = 1 という仮定を使用します。
1 = n
これで、他のすべての数 n が 1 に等しいことが証明されました。したがって、0/0 は 1 と等しくなりません。
mathoverflow.com にある彼女の家に戻ります。