2026年2月15日日曜日

1622: セカンドカウンタブル(可算)トポロジカルスペース(空間)はコンパクトである、もしも、それがカウンタブル(可算)にコンパクトである場合、そしてその場合に限って

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セカンドカウンタブル(可算)トポロジカルスペース(空間)はコンパクトである、もしも、それがカウンタブル(可算)にコンパクトである場合、そしてその場合に限って、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、任意のセカンドカウンタブル(可算)トポロジカルスペース(空間)はコンパクトである、もしも、それがカウンタブル(可算)にコンパクトである場合、そしてその場合に限って、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たちの一覧があります。

本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。


本体


1: 構造化された記述


ここに'構造化された記述'のルールたちがある

エンティティ(実体)たち:
\(T\): \(\in \{\text{ 全てのセカンドカウンタブル(可算)トポロジカルスペース(空間)たち }\}\)
//

ステートメント(言明)たち:
\(T \in \{\text{ 全てのコンパクトトポロジカルスペース(空間)たち }\}\)
\(\iff\)
\(T \in \{\text{ 全てのカウンタブル(可算)にコンパクトなトポロジカルスペース(空間)たち }\}\)
//


2: 証明


全体戦略: 任意のセカンドカウンタブル(可算)トポロジカルスペース(空間)上で、任意のサブセット(部分集合)の任意のオープンカバー(開被覆)はカウンタブル(可算)サブカバーを持つという命題を適用する; ステップ1: \(T\)はコンパクトであると仮定する; ステップ2: \(T\)はカウンタブル(可算)にコンパクトであることを見る; ステップ3: \(T\)はカウンタブル(可算)にコンパクトであると仮定する; ステップ4: \(T\)はコンパクトであることを見る。

ステップ1:

\(T\)はコンパクトであると仮定しよう。

ステップ2:

\(T\)はカウンタブル(可算)にコンパクトである、なぜなら、\(T\)の任意のカウンタブル(可算)オープンカバー(開近傍)に対して、それは、\(T\)のあるオープンカバー(開被覆)である、したがって、あるファイナイト(有限)サブカバー(部分被覆)がある、なぜなら、\(T\)はコンパクトである。

ステップ3:

\(T\)はカウンタブル(可算)にコンパクトであると仮定しよう。

ステップ4:

\(T\)の任意のオープンカバー(開被覆)に対して、あるカウンタブル(可算)サブカバー(部分被覆)がある、任意のセカンドカウンタブル(可算)トポロジカルスペース(空間)上で、任意のサブセット(部分集合)の任意のオープンカバー(開被覆)はカウンタブル(可算)サブカバーを持つという命題によって。

\(T\)はカウンタブル(可算)にコンパクトであるから、当該カウンタブル(可算)サブカバー(部分被覆)のあるファイナイト(有限)サブカバー(部分被覆)がある。

しかし。当該ファイナイト(有限)サブカバー(部分被覆)は、元のオープンカバー(開被覆)のあるファイナイト(有限)サブカバー(部分被覆)である。

したがって、\(T\)はコンパクトである。


参考資料


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