トポロジカルスペース(空間)はカウンタブリー(可算に)コンパクトである、もしも、それがシーケンシャリー(シーケンス的に)コンパクトである場合、ことの記述/証明
話題
About: トポロジカルスペース(空間)
この記事の目次
開始コンテキスト
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のトポロジカルスペース(空間)はカウンタブリー(可算に)コンパクトである、もしも、当該スペース(空間)がシーケンシャリー(シーケンス的に)コンパクトである場合、という命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義の一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題の一覧があります。
本体
1: 記述
任意のトポロジカルスペース(空間)\(T\)はカウンタブリー(可算に)コンパクトである、もしも、\(T\)がシーケンシャリー(シーケンス的に)コンパクトである場合。
2: 証明
\(T\)はシーケンシャリー(シーケンス的に)コンパクトであると仮定しよう。各インフィニット(無限)サブセット(部分集合)\(S \subseteq T\)はある\(\omega\)アキューミュレーションポイント(集積点)\(p \in T\)を持つこと、それが含意するのは、\(T\)はカウンタブリー(可算に)コンパクトであること、任意のトポロジカルスペース(空間)はカウンタブリー(可算に)コンパクトである、もしも、各インフィニット(無限)サブセット(部分集合)がある\(\omega\)アキューミュレーションポイント(集積点)を持っている場合、そしてその場合に限って、という命題によって、を証明しよう。
任意のインフィニット(無限)サブセット(部分集合)を\(S \subset T\)としよう。\(S\)からポイントたちの任意のシーケンス\(p_1, p_2, ...\)を選択しよう、それは可能である、なぜなら、\(S\)はインフィニット(無限)である。あるサブシーケンス\(p'_1, p'_2, ...\)で、あるポイント\(p \in T\)へコンバージ(収束)するものがある。\(p\)は\(S\)の\(\omega\)アキューミュレーションポイント(集積点)である、なぜなら、任意のネイバーフッド(近傍)\(U_p \subseteq T\)に対して、以下を満たすある\(i_0\)、つまり、\(i_0 \lt i\)である各\(i\)に対して\(p'_i \in U_p\)、それが意味するのは、\(U_p \cap S\)はインフィニット(無限)であるということ。
3: 注
逆は一般に真ではない。\(T\)がファーストカウンタブルであるという要件付きの逆は真である、別の記事内で証明されているとおり。